在一些CFD工程应用中(如机翼、风力机、船舶及涡轮机叶片),边界层转捩流动的模拟非常重要。 本教程中包括: 模型可压缩流动(使用理想的气体密度法则)
设置外部流量的边界条件 使用Transition SST湍流模型 使用全多重网格(FMG)初始化来获得更好的初始值 对结果进行后处理,并将其与实验数据进行比较
本案例所考虑的翼型弦长1 m,分别计算攻角为13.1°情况下的流场分布(对应雷诺数分别为2.07e6)。模型几何如下图所示。 计算采用2D模型,翼型的头部为坐标原点,计算域尺寸为X方向-18 m~25 m,y方向尺寸为-18 m ~ 21.56 m,划分全四边形网格,总数量约为65536个计算网格。 注意:对于本案例计算,由于采用SST K-omega模型,因此要求壁面位置y+≈1
计算网格如下图所示。
注:选择材料密度为ideal-gas后,软件自动开启能量方程。
注:Transition SST模型基于SST k-omega模型而开发的,额外添加了两个用于求解转捩过程的方程,计算量要比SST模型大。
双击模型树节点Boundary Conditions > inlet,弹出压力远场条件设置对话框 设置Gauge Pressure为0 Pa 设置Mach Number为0.15 设置X-Component of Flow Direction为0.97398 设置Y-Component of Flow Direction为0.22665 设置Intermittency为1,设置Turbulent Intensity为1 %,设置Turbulent Viscosity Ratio为15 切换至Thermal标签页,设置Temperature为273 K 点击OK按钮关闭对话框
双击模型树节点Boundary Conditions > outlet,弹出压力出口条件设置对话框 设置Intermittency为1,设置Turbulent Intensity为1 %,设置Turbulent Viscosity Ratio为15 切换至Thermal标签页,设置Temperature为273 K 点击OK按钮关闭对话框
TUI窗口信息如下图所示。
与实验结果对比,如下图所示。
改换SST k-omega模型进行计算,然后与转捩模型及实验数据进行比较。 文件链接:https://pan.baidu.com/s/1nuHg6KT 密码:66du 参考文献: Chaput, E., “Chapter 3: Application-Oriented Synthesis of Work Presented in Chapter II”, Notes on Numerical Fluid Mechanics, Vol. 58, Vieweg Braunschweig, Wiesbaden, 1997, pp. 327-346 Langtry, R.B. and Menter, F.R., “Transition Modeling for General CFD Applications in Aeronautics”, AIAA 2005-522.
|