基于非线性 URANS 湍流模型的厚翼型分离诱导转捩预测
流体动力学
2021-03-01 v1
摘要
实践中大多数湍流模型基于雷诺应力与平均流应变率之间线性关系的假设，该假设在附着流与完全湍流情况下通常能提供良好近似。本文以 NACA 0021 翼型为对象，在 Re = 120,000、不同攻角下开展了二维数值研究，该工况会出现层流分离泡（LSB）；研究采用带非线性修正的 k-ω SST 模型。对 LSB 的正确预测需要准确分辨雷诺应力中的各向异性。为与其他线性模型对比，还使用 k-kl-ω、k-ω SST 与 Spalart Allmaras 模型进行了模拟。通过这些模型的气动升力、阻力、压力与摩擦系数评估其性能。研究发现，非线性 k-ω SST 与 k-kl-ω 转捩模型在升力与阻力系数预测上质量相当（尽管非线性 k-ω SST 比转捩模型求解的输运方程数更少），与实验观测一致；而 k-ω SST 与 SA 模型因无法捕捉分离诱导转捩，在低攻角下低估了阻力系数值。研究还发现，使用非线性或转捩模型时可准确捕捉层流分离泡位置，而 SA 或线性 SST 模型缺乏该预测能力。
引用
@article{arxiv.2102.13277,
title = {Prediction of Separation Induced Transition on Thick Airfoil Using Nonlinear URANS Based Turbulence Model},
author = {Alok Mishra and Gaurav Kumar and Ashoke De},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.13277},
year = {2021}
}