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《低雷諾數(shù)湍流模型的網(wǎng)格特征》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、低雷諾數(shù)湍流模型的網(wǎng)格特征 摘要： 低雷諾數(shù)模型目前主要應(yīng)用于二維簡單流動的數(shù)值仿真中，為研究該湍流模型在三維復(fù)雜流動計算中的網(wǎng)格特征，選取不同系列的車身面網(wǎng)格尺寸、車身壁面第一層邊界層與壁面法向高度以及邊界層層數(shù)等3組網(wǎng)格參數(shù)，利用ANSYS對階背式MIRA模型外流場進行數(shù)值仿真.數(shù)值仿真結(jié)果與風(fēng)洞試驗的結(jié)果對比表明：數(shù)值計算得到的車身表面平均y+值隨面網(wǎng)格尺寸增加而呈現(xiàn)減小趨勢；網(wǎng)格方案對氣動力因數(shù)和車身表面壓力因數(shù)分布影響顯著，氣動阻力因數(shù)仿真值與試驗值誤差的變化區(qū)間為0.83%～7.93%，氣動升力因數(shù)誤差變化區(qū)間為10%～104%；氣動阻力因數(shù)和氣動升力因數(shù)均隨著邊界層層數(shù)的增加
2、而增大，邊界層層數(shù)為5時可以得到兼顧氣動力因數(shù)精度和車身表面壓力因數(shù)精度的較優(yōu)仿真結(jié)果. 關(guān)鍵詞： 低雷諾數(shù)模型；網(wǎng)格特征；數(shù)值模擬；階背式MIRA模型；風(fēng)洞試驗 中圖分類號：O355；TP391.9 文獻標志碼：A Abstract： ThelowReynoldsnumbermodelismainlyusedtosimulatesimple2Dflows.Tostudymeshfeatureofthemodelappliedincomplex3D10flow，threegroupsofparameters，includingdifferentseriesofcarbodysurf
3、acemeshsize，thenormalheightoffirstboundarylayerandwallboundarylayersnumber，areselectedtosimulatethenotchbackMIRAflowbyANSYS.Accordingtothecomparisonbetweennumericalsimulationresultsandwindtunneltestresults，aconclusionisdrawnthat，thefacetaveragey+ofcarbodyinsimulationdecreaseswiththeincreaseofsurface
4、meshsize；themeshschemeaffectstheaerodynamicforcefactorsandsurfacepressurefactordistributiononbodysurfacesignificantlywithanaerodynamicdragfactorerrorvariationrangeof0.83%～7.93%andaerodynamicliftfactorerrorchangeintervalof10%～104%；withtheincreaseofboundarylayersnumber，theaerodynamicdragfactorandtheae
5、rodynamicliftfactorincreases；whenthewallboundarylayernumberisfive，abettersimulationresultcanbeobtained，whichcanensuretheaccuracyofbothaerodynamicfactorsandbodysurfacepressurefactor. Keywords： lowReynoldsnumbermodel；meshfeature；numericalsimulation；notchbackMIRAmodel；windtunneltest 0引言10 汽車外流場具有復(fù)雜
6、的大分離結(jié)構(gòu)，并伴隨地面效應(yīng)，呈現(xiàn)出較強的非定常三維流動特性.有研究者依據(jù)流體流動的物理守恒定律建立流體動力學(xué)控制方程，但由于受到計算機內(nèi)存和計算速度的限制，無法直接用瞬時的控制方程對汽車外流場進行計算，因此工程上主要采用雷諾平均（ReynoldsAverageNavierStockes，RANS）方法對控制方程進行處理，并取得很好的效果.目前應(yīng)用最為廣泛的RANS模型為兩方程kε模型. 標準kε模型、重整化群（RenormalizationGroup，RNG）kε模型和可實現(xiàn)的kε模型均是高雷諾數(shù)的湍流模型，對充分發(fā)展的湍流流動才有效.在近壁區(qū)內(nèi)流動，湍流發(fā)展不充分，雷諾數(shù)較低，特別是在黏
7、性底層區(qū)域，黏性力起主導(dǎo)作用，湍流切應(yīng)力幾乎不起作用.因此，在近壁區(qū)內(nèi)不能使用高雷諾數(shù)的kε模型進行計算，必須采用特殊的處理方式.傳統(tǒng)的高雷諾數(shù)模型采用壁面函數(shù)法處理近壁面流動.壁面函數(shù)的表達式是根據(jù)簡單流動邊界層的實測資料歸納出的半經(jīng)驗性公式，因此當(dāng)流動分離過大或近壁面流動處于高壓之下時，該方法對流場的計算結(jié)果不理想.[1]低雷諾數(shù)模型通過對高雷諾數(shù)kε模型的系數(shù)進行修正，體現(xiàn)不同流態(tài)下分子黏性
