二维非定常N-S方程及两方程湍流模型耦合求解技术研究

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飞行器定常、非定常气动力的准确数值模拟，特别是跨音速范围内的数值求解及研究，一直以来都是飞行器设计工作者面对的重要研究课题。本文主要针对NACA0012、RAE2822翼型的定常粘性流场进行数值模拟。在此基础上，以NACA0012翼型为例，对非定常粘性流场进行了数值求解。计算网格采用贴体结构粘性网格，其中非定常算例采用了刚性运动网格的处理方法。文中对比分析了不同方法、不同湍流模型之间的差异，获得了比较理想的计算结果，验证了本文数值求解技术的可行性以及计算程序的正确性。本文主要发展了计算翼型跨音速定常及非定常粘性绕流的数值模拟方法。基于雷诺平均的思想，出现在RANS方程中的雷诺应力项一般采用统计意义下的湍流模型进行封闭。文中湍流模型分别采用B-L零方程模型及k-ε、k-ω两种线性涡粘两方程模型，对N-S方程的几种数值求解方法进行了探讨。在空间离散上，基于有限体积法，采用迎风型通量矢量分裂类VanLeer格式，并引入三阶MUSCL插值方法和连续可微的vanAlbada通量限制器，使格式具有高阶精度，且具有良好的稳定性和收敛性；在时间推进上，分别采用显式四步Runge-Kutta和隐式LU-SGS推进方法，对主控方程与湍流模型方程进行耦合求解，虽然本文工作侧重于定常绕流的数值模拟，但从原理上说，本文所开发的LU-SGS定常计算程序只需略做修改即可实现非定常流动模拟；边界条件采用虚拟网格技术作为统一的边界处理方式，有效地提高了编程和计算效率。

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作者
成水燕;
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作者单位

西北工业大学;

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授予单位西北工业大学;
学科流体力学
授予学位硕士
导师姓名李杰;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类空气动力学;航天飞机;
关键词
飞行器; 跨音速; N-S方程; 湍流模型; 数值求解; 耦合求解;

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