基于 k-(v^2)-ω 湍流模型的高升力构型气动预测
流体动力学
2021-12-16 v1
摘要
高升力构型的气动性能极大影响商用飞机的安全性与经济性。准确预测高升力构型的气动性能，尤其是失速行为，对飞机设计十分重要。然而，高升力构型的复杂流动现象给当前湍流模型带来巨大困难。本文采用针对雷诺平均 Navier-Stokes 方程的三方程 k-(v^2)-ω 湍流模型来计算高升力构型的失速行为。在湍流模型中引入分离剪切层固定函数，以更好地捕捉湍流的非平衡特性。对包括二维多段 NLR7301 与 Omar 翼型以及复杂全构型模型（JAXA Standard Model）在内的不同高升力构型进行了数值测试。结果表明，湍流非平衡特性在自由剪切层中影响显著，这是准确预测高升力装置失速行为的关键。改进后的 SPF k-(v^2)-ω 模型在全高升力构型失速行为预测上比 Spalart-Allmaras、剪切应力输运及原始 k-(v^2)-ω 模型更准确。预测最大升力系数的相对误差在实验数据的 3% 以内。
引用
@article{arxiv.2105.12521,
title = {Aerodynamic Prediction of High-Lift Configuration Using k-(v^2 )-{\omega} Turbulence Model},
author = {Shaoguang Zhang and Haoran Li and Yufei Zhang and Haixin Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.12521},
year = {2021}
}
备注
27 pages