大涡旋模拟在蛇形扩散器内流动扰动的预测
流体动力学
2025-06-19 v1
摘要
本工作考察了蛇形扩散器在亚声速和超声速条件下的流动分离及其在出口平面上产生的压力扰动。使用基于墙面的大涡旋模拟（WMLES）进行了三种出口平面马赫数（Ma_AIP ~ {0.36, 0.46, 0.54}）的仿真。首先，证明了蛇形扩散器内流动分离的起始可能受到强烈的非局部历史效应的影响。对所有马赫数进行了由 3000 万至 30 亿单元的五个网格细化研究。最近提出的动态张量系数 Smagorinsky 次网格尺度模型和传感器辅助的非平衡墙模型与实验测量结果良好一致，能准确预测所有马赫数下的压力恢复和方位角流动扰动。压力恢复和方位角流动扰动分别预测误差在 0.3% 和 7% 之间，均在实验误差范围内。然而，对于所有工况，模拟均低估了最大方位角扰动的实验值。统计比较表明，当前的 LES 对动态方位角流动扰动能够合理地捕捉环平均均值扰动以及扰动围绕均值的统计分布。极端事件被低估，可能表明需要显著延长的积分时间。
引用
@article{arxiv.2506.15646,
title = {Predictions of flow distortions inside a serpentine diffuser from large-eddy simulations},
author = {Rahul Agrawal and Chad Winkler and Sanjeeb Bose and Parviz Moin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.15646},
year = {2025}
}
备注
Under submission for publication consideration in AIAA-J. 29 pages, 29 figures