【摘 要】
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基于三维非定常RANS(Reynolds Averaged Navier Stokes)方程和一方程SA湍流模型、二方程SST湍流模型数值模拟低速复杂外形。空间方向对流项离散采用WCNS-E-5(5阶精度显式加权
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基于三维非定常RANS(Reynolds Averaged Navier Stokes)方程和一方程SA湍流模型、二方程SST湍流模型数值模拟低速复杂外形。空间方向对流项离散采用WCNS-E-5(5阶精度显式加权紧致非线性格式)高阶精度格式,粘性项离散采用6阶中心格式,时间推进采用LU-SGS求解方法。生成多块对接结构网格,基于已有的天河计算机集群资源进行大规模并行计算。为了验证数值方法的可靠性,首先针对二维零压力梯度平板、RAE2822翼型两个标准算例和NLR7301两段翼型典型算例进行了数值验证。进行了网格收敛性研究,数值模拟了翼型的总体气动特性、表面压力系数分布和典型站位速度型等。通过对比分析计算结果,说明了数值方法对于复杂的缝隙流动具有较好模拟能力,为下一步进行更为复杂的高升力体构型数值模拟奠定了基础。数值模拟了三段翼型30P-30N和三段机翼Trapezoidal Wing。30P-30N三段翼型绕流具有更为复杂的缝隙流动,对该翼型进行了网格收敛性研究,对比了不同湍流模型和不同精度格式下的表面压力系数分布和典型站位速度型,说明了WCNS-E-5高阶精度格式对于多段翼型模拟较好;三维Trap机翼是高升力体的典型构型,采用WCNS-E-5高阶精度格式和SST湍流模型计算了机翼的总体气动特性和翼展方向典型站位的表面压力分布。在此基础上将WCNS-E-5应用于低速复杂外形C919大型客机,分别模拟了大型客机的起飞状态和巡航状态,说明了增升装置的重要性和超临界机翼的重要作用,结果表明WCNS-E-5高阶精度格式对于整机低速复杂外形具有较好的模拟能力。
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