壁建模大涡模拟在NASA接合流外部空气动力学中的表现
流体动力学
2021-01-05 v1
摘要
我们研究了壁建模大涡模拟（WMLES）在NASA接合流外部空气动力学中的表现。我们刻画了飞机上三个不同位置（机身上游区域、翼身接合部以及靠近后缘的翼身接合部）平均速度剖面与压力系数预测中的误差。后两个位置以强平均流三维性与分离为特征。我们的误差分析所传达的信息是：在流动类似于零压梯度平板边界层的区域，WMLES表现符合预期。然而，在当前模型应用于翼身接合部时，尤其是分离区中，表现明显退化。这些区域中向解的缓慢收敛使得通过暴力网格加密来提高解精度的做法不可行。上述结果对应于使用外部空气动力学典型网格分辨率（即每边界层厚度5–20个点）预测的平均速度剖面。对于所有考虑的网格尺寸，即便边界层仅被勉强解析，压力系数的预测误差也低于5%。后者的精度可归因于平均压力的边界层外特性，其对湍流边界层内的流动细节变得较不敏感。最后，我们表明边界层贴合网格（即保持每边界层厚度常数个点的网格）可实现更高效的网格点分布与更小的误差。我们的结果表明，必须利用蕴含物理洞察的新建模途径，结合数值与网格生成进展，以获得在分析认证所需容差内的预测。
引用
@article{arxiv.2101.00331,
title = {Performance of wall-modeled LES for external aerodynamics in the NASA Juncture Flow},
author = {Adrián Lozano-Durán and Sanjeeb T. Bose and Parviz Moin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.00331},
year = {2021}
}