本文選題：有限差分格子Boltzmann方法 + 低Mach數(shù)流動　； 參考：《應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)》2016年12期

【摘要】：改進(jìn)了有限差分格子Boltzmann方法(FDLBM),以直接數(shù)值模擬氣動噪聲.基于LB求解器特性,采用動力學(xué)方程中的恒定對流速度以實(shí)施高階迎風(fēng)差分,提高了聲波和湍流的分辨率.通過建立一個新的三維粒子模型,計(jì)算得到了任意比熱容的三維可壓縮Navier-Stokes系統(tǒng).此外,利用Bhatnagar-Gross-Krook(BGK)碰撞算子,通過引入熱流量修正,實(shí)現(xiàn)了Prandtl數(shù)的可變性.在激波管內(nèi)弱聲波以及伴隨有溫度梯度的Taylor-Couette層流的驗(yàn)證計(jì)算中,提出的新方法結(jié)果良好.此外也對NACA0012翼型繞流進(jìn)行了三維模擬.其中,Reynolds數(shù)、Mach數(shù)和攻角分別取2×105,8.75×10-2以及9°.計(jì)算發(fā)現(xiàn),在機(jī)翼前緣附近的分離氣流位置,以及表面壓力波動強(qiáng)度的Mach數(shù)依賴性方面,數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合.
[Abstract]:The finite difference lattice Boltzmann method is improved to simulate aerodynamic noise directly. Based on the characteristic of LB solver, the constant convection velocity in the dynamic equation is used to implement the upwind difference of higher order, which improves the resolution of acoustic wave and turbulence. By establishing a new three-dimensional particle model, a three-dimensional compressible Navier-Stokes system with arbitrary specific heat capacity is obtained. In addition, by using the Bhatnagar-Gross-Krooku BGK) collision operator, the variability of Prandtl number is realized by introducing heat flux correction. The new method has good results in the verification of weak acoustic waves and Taylor-Couette laminar flow with temperature gradient in shock tube. In addition, the flow around the NACA0012 airfoil is simulated. Among them, the Reynolds number and the angle of attack are 8. 75 脳 10 ~ (-2) and 9 擄, respectively. It is found that the numerical results are in agreement with the experimental results in terms of the location of the separated airflow near the leading edge of the wing and the Mach number dependence of the surface pressure fluctuation intensity.
【作者單位】： 大阪大學(xué)機(jī)械工程系學(xué)院;
【分類號】：O35

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本文編號：1783045