基于URANS（unsteady Reynolds averaged navier-stockes）方法,采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型對Ahmed模型的外流場進(jìn)行數(shù)值模擬.結(jié)果表明:網(wǎng)格劃分對模擬結(jié)果產(chǎn)生較大的影響,故在對Ahmed模型外流場進(jìn)行數(shù)值模擬時,需要進(jìn)行嚴(yán)格的網(wǎng)格無關(guān)性分析; Ahmed模型外流場呈現(xiàn)周期性變化的瞬態(tài)特征,采用Q準(zhǔn)則能夠識別出流場中3個典型渦系; Ahmed模型底渦由流體脫離下表面時產(chǎn)生,并周期性地向下游輸運,而角渦由尾部的傾斜段誘導(dǎo)產(chǎn)生. 

【文章來源】：揚州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,23(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

Ahmed模型幾何尺寸(單位: mm)

表1為3套網(wǎng)格的阻力系數(shù)計算結(jié)果與文獻(xiàn)[8]中采用大渦模擬結(jié)果的對比.結(jié)果表明, Mesh 1與Mesh 2的計算結(jié)果有較大差異; 隨著網(wǎng)格數(shù)量的增加,Mesh 3與Mesh 2的預(yù)測結(jié)果誤差在5%以內(nèi), 故Mesh 2能給出網(wǎng)格無關(guān)性的模擬結(jié)果; 采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型進(jìn)行瞬態(tài)計算的結(jié)果與采用大渦模擬的預(yù)測結(jié)果相近, 這表明基于URANS的標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型模擬方案能夠給出可靠的仿真結(jié)果.表1 網(wǎng)格無關(guān)性分析結(jié)果Tab.1 Results of mesh independence analysis 網(wǎng)格 CD Mesh 1 0.382 Mesh 2 0.430 Mesh 3 0.429 文獻(xiàn)[8] 0.431

為便于與試驗結(jié)果對比, 在計算域中分別離Ahmed模型的后表面0,80, 200, 500 mm處截取4個截面.圖3為不同截面上速度矢量分布.從圖3可以看出, 在x=0 mm的截面上u≥0, 表示該處沒有出現(xiàn)回流現(xiàn)象, 但模擬結(jié)果顯示位于尾部上方兩側(cè)存在流體旋渦; 在x=80 mm的截面上, u值出現(xiàn)了負(fù)值, 說明該處流體有回流, 且由上游發(fā)展而來的漩渦在此處仍然存在,其影響區(qū)域有擴(kuò)大的趨勢,模擬預(yù)測的速度分布與試驗結(jié)果較為一致; 在x=200 mm的截面上, u的負(fù)值區(qū)域開始減小,兩側(cè)漩渦向靠近地面的方向發(fā)展, 使得該處出現(xiàn)豐富的流動現(xiàn)象, 此截面處模擬預(yù)測結(jié)果與試驗測量結(jié)果吻合; 在x=500 mm的截面距離Ahmed模型尾部較遠(yuǎn), 仿真結(jié)果表明此處回流區(qū)域基本消失, 兩側(cè)漩渦發(fā)展范圍進(jìn)一步擴(kuò)大至地面區(qū)域, 而試驗結(jié)果表明, 此處兩側(cè)漩渦中心的低速區(qū)域呈現(xiàn)凹型分布特征[11].為進(jìn)一步研究Ahmed模型兩側(cè)漩渦的發(fā)展規(guī)律, 將模擬結(jié)果的時均速度場進(jìn)行處理以獲取渦量在x方向上的分布.圖4為Ahmed模型在不同截面上時均渦量分量ωx的分布情況.從圖4可以看出, 在Ahmed模型的平直段, 兩側(cè)渦量分量均為0 s-1, 表示此處沒有產(chǎn)生漩渦;在Ahmed模型尾部傾斜段位置, 渦量ωx在兩側(cè)分別出現(xiàn)一正一負(fù)的區(qū)域, 表明2個漩渦的旋轉(zhuǎn)方向相反; 在Ahmed模型尾部傾斜段的下游位置(見圖4(c)), 兩側(cè)漩渦處的渦量分量正負(fù)值區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大, 但漩渦強度并未減弱, 表明漩渦在不斷發(fā)展.圖4(d)顯示, 在距離Ahmed模型尾部區(qū)域的截面上,兩側(cè)漩渦的影響區(qū)域繼續(xù)擴(kuò)大, 但漩渦強度明顯降低.因此, Ahmed模型尾部的傾斜段是產(chǎn)生兩側(cè)漩渦的誘因,漩渦生成以后沿著尾部傾斜段不斷發(fā)展,在脫離模型后漩渦影響區(qū)域不斷擴(kuò)大,但其強度逐漸減小.


本文編號：3283354