基于高階WENO格式的旋翼非定常渦流場數(shù)值模擬
發(fā)布時間:2018-01-28 18:20
本文關(guān)鍵詞: 旋翼 渦流 加權(quán)本質(zhì)無振蕩格式 Navier-Stokes方程 槳尖渦 運(yùn)動嵌套網(wǎng)格 出處:《航空學(xué)報(bào)》2016年08期 論文類型:期刊論文
【摘要】:為提高直升機(jī)旋翼黏性渦流場計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的計(jì)算精度及降低數(shù)值耗散,發(fā)展了一套基于五階加權(quán)本質(zhì)無振蕩(WENO)格式的旋翼非定常渦流場數(shù)值計(jì)算方法。采用運(yùn)動嵌套網(wǎng)格方法生成圍繞前飛狀態(tài)旋翼的網(wǎng)格系統(tǒng),以Navier-Stokes方程作為主控方程,湍流模型采用一方程Spalart-Allmaras模型。為了提高旋翼流場中對渦的形成、演化等發(fā)展過程的模擬精度,采用高間斷分辨率的Roe-WENO格式計(jì)算對流通量。對狀態(tài)變量的插值,選取適當(dāng)?shù)募訖?quán)因子,通過多個重構(gòu)模板的凸組合來構(gòu)造五階WENO格式,在交界面附近獲得具有五階精度的狀態(tài)變量。為了提高計(jì)算效率,采用高效的隱式LU-SGS(Lower-Upper Symmetric Gauss-Seidel)推進(jìn)方法和并行計(jì)算策略。最后,運(yùn)用該方法分別對懸停狀態(tài)下C-T(Caradonna-Tung)旋翼和UH-60A旋翼以及前飛狀態(tài)下C-T旋翼和SA349/2旋翼的渦流場及氣動特性進(jìn)行了數(shù)值模擬,并將數(shù)值結(jié)果與傳統(tǒng)二階精度格式的計(jì)算值進(jìn)行了對比。結(jié)果表明:在計(jì)算時間增長10%~20%的前提下,五階WENO格式能夠捕捉到更精確的渦流場特性,反映了五階WENO格式在計(jì)算旋翼非定常渦流場時具有更高的計(jì)算精度與更低的數(shù)值耗散特性。
[Abstract]:涓烘彁楂樼洿鍗囨満鏃嬬考榛忔,
本文編號:1471207
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