由于傳統(tǒng)的壁面衰減函數(shù)峰值并不考慮雷諾數(shù)的變化,因此僅能在特定的雷諾數(shù)下還原邊界層的近壁衰減效應(yīng)。為了改善這個(gè)缺陷,一個(gè)結(jié)合不同湍流雷諾數(shù)的因子被引入壁面衰減函數(shù),從而使其峰值對(duì)雷諾數(shù)的變化能夠合理感知。另外,基于DNS數(shù)據(jù),將Bradshaw假設(shè)中的常數(shù)進(jìn)行了重新標(biāo)定,引入平滑的湍渦黏性系數(shù)切換函數(shù),最終形成了一個(gè)帶有剪切應(yīng)力輸運(yùn)性質(zhì)的k-ε兩方程湍流模型。通過(guò)平板、翼型、二維鼓包以及翼身組合體進(jìn)行了校驗(yàn),結(jié)果顯示新模型的精度較高,具有一定的工程實(shí)用價(jià)值。 

【文章來(lái)源】：空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2019,37(03)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１基于ＤＮＳ和標(biāo)準(zhǔn)ｋ－ε模型求得的渦黏性系數(shù)μｔＦｉｇ．１Ｅｄｄｙ－ｖｉｓｃｏｓｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｇｏｔｂｙＤＮＳ

ＮＳ數(shù)據(jù)，將三種常見(jiàn)湍流模型（Ａｂｉｄｋ－ε［１７］、Ｙａｎｇ－Ｓｈｉｈｋ－ε［１８］和Ｌａｕｎｄｅｒ－Ｓｈａｒｍａｋ－ε［１９］）中的ＷＤＦ函數(shù)通過(guò)式（４）求解出來(lái)。如圖２，隨著雷諾數(shù)的變化，三種模型的ＷＤＦ函數(shù)并未隨著一同改變，而是被機(jī)械地限制在了值為１附近。通過(guò)表１可以看出，三種模型的ＷＤＦ函數(shù)在自變量趨于無(wú)窮時(shí)，峰值均為１，然而從ＤＮＳ數(shù)據(jù)反求出的ＷＤＦ峰值是隨著雷諾數(shù)不同而變化的。圖２基于ＤＮＳ數(shù)據(jù)求解的不同模型的ＷＤＦ函數(shù)［１６］Ｆｉｇ．２ＷＤＦｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄｅｌｓｂａｓｅｄｏｎａｐｒｉｏｒ－ＤＮＳｄａｔａ［１６］第３期王偉等：帶有剪切應(yīng)力輸運(yùn)性質(zhì)的ｋ－ε兩方程湍流模型構(gòu)造與應(yīng)用１２４

Ｒｅｋ／１００－０．４５）（１．２Ｒｅｋ／Ｒｅτ－０．４０８）·［１－ｅｘｐ（－Ｒｅｋ／４２）］ｆｈｙｂｒｉｄ＝１－ｅｘｐ（－Ｒｅｋ／１０）ｆμ＝ｍｉｎ（１－ｔａｎｈ（Ｒｅｋ／１００－０．４５）ｆμ１＋ｍａｘ（０，ｆμ２），１．１）烅烄烆（５）式（５）的構(gòu)造理念在于———ｆμ１是將現(xiàn)有的ＷＤＦ進(jìn)行聯(lián)合，以此達(dá)到近壁面附近更精確的衰減作用，通過(guò)ｆμ２控制峰值的增減。圖３為不同雷諾數(shù)槽道中Ｒｅｋ／Ｒｅτ的表達(dá)。如圖４所示，新構(gòu)造的ＷＤＦ函數(shù)（ａ）Ｃｈａｎｇｅｆａｃｔｏｒｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｙ＋（ｂ）ＮｅｗＷＤＦ’ｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｕｎｃｔｉｏｎｆμ２圖３新構(gòu)造的ＷＤＦ帶入ＤＮＳ數(shù)據(jù)中的變化Ｆｉｇ．３ＣｈａｎｇｅｓｏｆｎｅｗｌｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄＷＤＦｉｎｔｏＤＮＳｄａｔａ圖４新ＷＤＦ函數(shù)在不同雷諾數(shù)下的變化Ｆｉｇ．４ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｎｅｗＷＤＦｆｕｎｃｔｉｏｎａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔＲｅｙｎｏｌｄｓｎｕｍｂｅｒｓ的峰值與雷諾數(shù)變化具有一種自適應(yīng)關(guān)聯(lián)，其中ｆｎｃ代表非均衡湍流識(shí)別函數(shù)。１．３改進(jìn)的湍渦黏性系數(shù)計(jì)算方式一般情況下，在ｋ－ε兩方程模型中，湍渦黏性系數(shù)的確定方式為：μｔ＝Ｃμｆμｋ２／ε（６）式（６）是從均勻各向同性平衡湍流中推導(dǎo)而來(lái)，因此對(duì)于帶有分離和逆壓梯度的流場(chǎng)適應(yīng)性不強(qiáng)。Ｍｅｎｔｅｒ［６］的研究表明，在逆壓梯度的流動(dòng)中，湍

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3030701