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| 1 | 宽速域RANS-LES混合方法的发展及应用显示文摘传统的雷诺平均方法(RANS)已经不能满足大范围分离、激波振荡、压力脉动、动载荷等极端工况下的流动预测需求;大涡模拟(LES)、直接数值模拟(DNS)等方法资源耗费多、效率低,离工程湍流问题仍较为遥远。RANSLES混合方法结合了RANS高效率和LES高精度的特点,近期有望大规模应用到工程湍流问题中。首先对现有的RANS-LES混合方法进行了归类,对各自的构造思想、特点进行了分析。然后报告了脱体涡模拟(DES)类方法的发展历程和现状,讨论了使用DES类方法计算分离流动时,对流项离散格式对分离特性、小尺度结构及频谱特性等的影响,并构造了自适应耗散函数。最后介绍了近年来国内外RANS-LES混合方法在宽马赫数范围(马赫数从0.1到20)内的机理研究和工程应用。现有的以DES类方法为代表的RANS-LES混合方法能够较为精细地模拟非定常大分离流动中的复杂现象,但在计算效率等方面还有较大的改进空间;植入式DES方法在模拟全机带部件流动上具有较高的效率和模拟精度,是重要的发展方向。RANS-LES混合方法在动态失速、燃烧、气动弹性、气动噪声、气动光学等与非定常流动密切相关的方面也有广阔的应用前景。 | 肖志祥 罗堃宇 刘健 | 2017 | 空气动力学学报2017，35，3： | 12 |
| 2 | 基于iDDES的双三角翼大迎角非定常涡破裂特征分析显示文摘采用基于两方程k-ω-SST模型的i DDES方法对80°/65?双三角翼涡破裂流动进行了数值模拟,获得了迎角?=30??40?范围内,涡破裂在双三角翼主翼面上方发生时的气动力、表面压力、空间涡结构、湍动能等流动信息,在与风洞实验充分比对的基础上,详细分析了涡破裂发生时的涡破裂形态,表面压力均方根值分布,非定常气动力、表面压力脉动等流动特征,对涡破裂与气动力频谱、表面压力/压力脉动、空间速度、湍动能分布之间的相互关系进行了阐述,并分析了以这些流动信息为判据得到的涡破裂位置之间的相关性。 | 刘健 蒋永 吴金华 | 2016 | 工程力学2016，33，4： | 7 |
| 3 | 三角翼大迎角风洞试验支架干扰数值模拟研究显示文摘现代战争要求战斗机能够在大迎角(AOA)状态下进行过失速飞行,对飞机大迎角绕流流场的研究主要的方法有风洞试验和数值模拟。在大迎角风洞试验中,常用的是尾支撑方法,支架的存在会对模型的试验结果产生一定的影响,本文通过数值模拟来对这个影响进行研究。以开源计算流体力学软件OpenFOAM 2.3为平台,采用PIMPLE算法求解Navier-Stokes(N-S)方程,PIMPLE算法是SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure-linked Equations)算法和PISO(Pressure Implicit with Splitting of Operator)算法的结合体;采用基于有限体积的空间离散方法和空间二阶精度的线性插值方法,时间离散采用后向差分方法,湍流模型采用SA-DDES(Spalart-Allmaras-Delayed Detached Eddy Simulation)模型。为了验证方法的可靠性,首先对0°、10°、30°、50°、70°以及90°迎角下的有支架三角翼绕流流场进行计算,并将计算结果与试验结果进行对比,两者吻合较好。在此基础上,数值模拟了无支架的三角翼绕流流场,对比有/无支架情况下数值模拟结果,得到支架对三角翼绕流流场、背风面压强分布和气动力的影响。计算结果表明:大迎角情况下,有支架与无支架时相比,支架的存在会影响三角翼附近的流场(但是不会改变涡系等流动结构)、改变翼表面压强分布,从而导致三角翼的法向力系数和俯仰力矩系数发生明显变化。 | 张军 艾宇 黄达 刘晶 | 2016 | 航空学报2016，37，8： | 2 |
| 4 | 小展弦比飞翼标模非定常流动及自由摇滚特性显示文摘小展弦比飞翼布局是中国新型战斗机布局的选择之一,其动态特性尤为重要。针对小展弦比飞翼标模在较大攻角下出现的非定常流动与自由摇滚现象,采用延迟脱体涡模拟(DDES)方法以及动力学模态分解(DMD)方法研究了飞翼标模在Ma=0.6下的非定常流动特性、脉动压力特性、自由摇滚特性,分析运动失稳机理,探索失稳运动控制方法。研究表明:飞翼标模大攻角下非定常流动特性主要体现为,头部发展的集中涡、涡破裂、螺旋波流动结构,其中旋涡破裂点以St=0.12~0.23的频率沿涡轴振荡,螺旋波频率在St=1.16~2.33范围内。数值模拟获得的飞翼标模自由摇滚特征与风洞试验吻合较好,摇滚运动出现在俯仰角24.5°~26°,滚转角平衡位置为28°。对摇滚机理的研究发现,背风侧的集中涡流动与迎风侧的分离流动相互“博弈”是摇滚运动发生与维持的物理机制。上扰流板打开30°时,对自由摇滚运动控制效果不明显,外侧副翼向下打开30°时,自由摇滚现象能够得到较好的抑制。 | 王方剑 解克 刘金 宋玉辉 秦汉 陈兰 | 2023 | 航空学报2023，44，4： | 0 |
| 5 | Dynamical separation of rigid bodies in supersonic flow显示文摘A computational investigation of the unsteady separation behavior of rigid bodies in Mach-4 flow is carried out. Two rigid bodies, a sphere and a cube, initially stationary, centroid axially aligned, are released and thereafter fly freely according to the aerodynamic forces experienced. During the separation process, the smaller cube can experience different types of movement and our principal interest here is the non-dimensional transverse velocity of it. The separation behavior is investigated for interactions between a sphere and a cube with different mass ratio and a constant initial distance between them. The qualitative separation behavior and the final transverse velocity of the small body are found to vary strongly with the mass ratio but less sensitive to the initial distance between the two bodies. At a critical mass ratio for a given distance, the smaller body transit from entrainment within the flow region bounded by the larger body's shock to expulsion and the accumulated transverse velocity of the small body is close to maximum. This phenomenon is the so-called ‘shock-wave surfing' phenomenon noted by Laurence & Deiterding for two spheres at hypersonic Mach numbers. Then we investigate the separation behavior of a sphere interaction with a rotary cube and with a non-rotary cube for a given mass ratio and different distance between them. The rotary is found to increase the likelihood of ‘surfing'. Only at a certain initial distance for a given mass ratio the rotary effect of cube can be neglectable. | LI Tao SUI JingXia GONG Sheng WU ChuiJie | 2015 | Science China(Technological Sciences)2015，58，12： | 0 |
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