【技术实现步骤摘要】
湍流边界层分层判据的方法
本专利技术属于湍流边界分析
,特别涉及一种湍流边界层分层判据的方法。
技术介绍
物理风洞试验是预估各类航天航空飞行器气动性能的重要手段,随着计算流体力学的发展和计算机资源的日益丰富,数值模拟技术在飞行器气动设计中发挥着越来越重要的作用,尤其是涉及到时空多尺度流动结构的湍流流动中。尽管近几十年来计算机资源飞速增长,巨大的计算资源消耗仍然是限制直接数值模拟DNS和大涡模拟LES在工程复杂湍流问题上应用的一个根本因素。即使是采用计算资源消耗最少的雷诺平均湍流模型模拟RANS方法,要获得能够满足工程设计需求精度的比较准确的壁面摩擦阻力和壁面热流,通常需要在湍流边界层中最靠近固体壁面的粘性底层中布置相当数量的网格分布,从而使得壁面附近的网格十分细密,不仅会极大地增加计算过程迭代收敛的步数,还会因壁面附近较大的网格长细比而带来较为严重的数值刚性问题,导致计算过程的稳定性大幅下降。对湍流边界层采用壁面函数技术来模化处理,可以大幅放宽壁面法向第一层网格的尺度,不再要求第一层网格位于粘性底层内,可以使其位于湍流 ...
【技术保护点】
1.一种湍流边界层分层判据的方法,其特征在于,所述方法包括:/n依据流场变量计算无量纲粘性系数
【技术特征摘要】
1.一种湍流边界层分层判据的方法,其特征在于,所述方法包括:
依据流场变量计算无量纲粘性系数所述uT为湍流涡粘性系数,所述μL为流动分子粘性系数;
依据无量纲粘性系数的取值范围对湍流边界层进行分层。
2.根据权利要求1所述的湍流边界层分层判据的方法,其特征在于,所述依据无量纲粘性系数的取值范围对湍流边界层进行分层包括:
当无量纲粘性系数满足μ+<0.1时,为粘性底层;
当无量纲粘性系数满足0.1≤μ+≤10时,为过渡层;
当无量纲粘性系数满足μ+>10时,为对数律层。
3.根据权利要求1所述的湍流边界层分层判据的方法,其特征在于,所述无量纲粘性系数的算法公式为:
对于不可压缩流动,忽略密度变化的影响,则:
式中,其中,ρ为流体密度,y为壁面距离,μL为流动分子粘性系数,uc为uτ和up之和,为基于速度uc的无量纲壁面距离,uτ为摩擦速度,up为压力梯度引起的速度量,AT是相对于的倒数相关量,Ap是相对于的倒数相关量,和分别为基于uτ和up的无量纲壁面距离。
4.根据权利要求3所述的湍流边界层分层判据的方法,其特征在于,所述摩擦速度uτ、压力梯度引起的速度量up的算法公式为:
式中,ρw为壁面流体密...
【专利技术属性】
技术研发人员:毛枚良,闵耀兵,王新光,陈琦,万钊,
申请(专利权)人:中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所,
类型:发明
国别省市:四川;51
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