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1、航空學(xué)報(bào)ActaAerOnauticaetAstrOnauticaSinicaMar．252017Vol38No．3SSN1000—6893CN11—1929／Vhttp：∥hkxb．buaa．educnhkxb@buaa．edu．cnCRM翼身組合體模型高階精度數(shù)值模擬王運(yùn)濤1，孫巖2，孟德虹1’*，王光學(xué)11．中國空氣動力研究與發(fā)展中心計(jì)算空氣動力學(xué)研究所，綿陽6210002．中國空氣動力研究與發(fā)展中心空氣動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，綿陽621000摘要：基于五階空間離散精度的wCNs格式，開展了CRM翼身組合體模型的高階精度數(shù)值模擬，以評估wCNS格式對復(fù)雜外形的模擬能力以及典型運(yùn)輸機(jī)
2、巡航構(gòu)型阻力預(yù)測的精度。首先依照DPw組委會提出的網(wǎng)格生成指導(dǎo)原則，利用IcEM軟件生成了粗、中、細(xì)、極細(xì)四套網(wǎng)格，網(wǎng)格規(guī)模從“粗網(wǎng)格”的2578687個網(wǎng)格點(diǎn)逐漸擴(kuò)展到“極細(xì)網(wǎng)格”的65464511個網(wǎng)格點(diǎn)。研究了設(shè)計(jì)升力系數(shù)下，網(wǎng)格規(guī)模對氣動特性、壓力分布和翼根后緣局部分離區(qū)的影響，采用“中等網(wǎng)格”開展了抖振特性的數(shù)值模擬研究。通過與二階精度的計(jì)算結(jié)果、DPwV統(tǒng)計(jì)結(jié)果和部分試驗(yàn)結(jié)果的對比分析，高階精度數(shù)值模擬結(jié)果表明，阻力系數(shù)計(jì)算結(jié)果與DPWV統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果吻合較好；網(wǎng)格密度對機(jī)翼卜表面的激波位置和翼身結(jié)合部后緣局部分離區(qū)略有影響；迎角為4。時，升力系數(shù)下降的主要原因是機(jī)翼上表面激
3、波誘導(dǎo)分離區(qū)和翼身結(jié)合部后緣局部分離區(qū)的增加。關(guān)鍵詞：RANS方程；wCNS格式；CRM模型；流場模擬；網(wǎng)格密度；氣動特性中圈分類號：V211．7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000一6893(2017)03—120298一08AIAA阻力預(yù)測會議DPW(DragPredictionWorkshop)從2001年發(fā)起到現(xiàn)在，已經(jīng)成功舉辦了5屆口巧]并持續(xù)了十多年時問。DPW系列會議的宗旨是評估基于雷諾平均Navier-Stokes(RANS)方程的各種CFD(ComputationalF1uidDynamics)方法在典型運(yùn)輸機(jī)構(gòu)型氣動特性預(yù)測尤其是阻力預(yù)測方面的現(xiàn)狀，明確CFD技術(shù)的發(fā)展
4、方向，并逐步建立一個評估cFD可信度的國際交流平臺。通過提供標(biāo)準(zhǔn)研究模型、發(fā)布基準(zhǔn)網(wǎng)格并公開試驗(yàn)數(shù)據(jù)，DPW系列會議的影響日益擴(kuò)大，獲得了世界范圍內(nèi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的廣泛參與，積累了豐富的計(jì)算數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，已經(jīng)成為CFD驗(yàn)證與確認(rèn)發(fā)展歷程中最重要的國際合作之一。第5屆DPW(DPWV)會議于2012年6月在美國路易安娜州的新奧爾良市召開，這次會議采用了與DPWIV相同的CRM(CommonRe—searchModel)模型[?，不同的是，DPWV的研究構(gòu)型去掉了cRM模型的平尾，只包含了機(jī)身和機(jī)翼，簡稱為CRM—WB，計(jì)算狀態(tài)包括了網(wǎng)格收斂性研究和抖振特性研究兩個方面。來自世界各地的22
5、家研究機(jī)構(gòu)共提供了57組計(jì)算結(jié)果[5]。這些基于RANS方程的計(jì)算結(jié)果基本上采用了二階空間離散精度的計(jì)算方法，采用三階離散精度以上差分格式的數(shù)值模擬結(jié)果尚未見公開報(bào)道。高階精度格式一直是CFD領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，但在復(fù)雜外形上的應(yīng)用才剛剛起步[7]。鄧小剛和張涵信‘81提出的wCNs(we培htedCompact收稿日期：2016—04-07；退修日期：2016—05—26；錄用日期：2016—06—06；網(wǎng)絡(luò)出版時間：2016一06-1515：40網(wǎng)絡(luò)出版地址：www．cnki．net／kcms／detail／111929V．20160615．1540002．htmI基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研
6、發(fā)計(jì)劃(2016YFB0200700)*通訊作者．E-mail=mdhl57@163．com}
7、用格武：I運(yùn)濤。孫巖．盂德虹．等．cRM翼身組合體模型高酐精度數(shù)值模擬【JI航空學(xué)報(bào)．2017．38(3)：120298．wANGYT．sbNY。MENGDH。eta
8、．Hig卜ordernumerica
9、simu
10、ationo{cRMwing_bodymode
11、￡Jj．AdaAeronau墩冶etAsff。naulIcas{nIca．2017，38(3)：120298j120298．1航空學(xué)報(bào)NonlinearScheme)具有五階空間離散精度，通過在幾何守恒律方面持續(xù)不斷的研究工作口]，
12、已經(jīng)成功應(yīng)用于典型運(yùn)輸機(jī)構(gòu)型的高階精度數(shù)值模擬[1“12]，并取得了良好效果。本文采用五階空間離散精度的WCNS格式對CRM翼身組合體(CRM—WB)模型開展了高階精度數(shù)值模擬，依據(jù)DPwV約定的計(jì)算狀態(tài)，開展了固定升力系數(shù)下的網(wǎng)格收斂性研究和固定馬赫數(shù)下的抖振特性研究，通過與二階精度計(jì)算結(jié)果、DPwV的統(tǒng)計(jì)結(jié)果和相應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果的對比分析，進(jìn)一步確認(rèn)了WCNS格式模擬典型運(yùn)輸機(jī)構(gòu)型的能力。1CRM—WB模型與高階精度計(jì)算方法CRM模型由NASA的
