Обзор и опыт приложения моделей ламинарно-турбулентного перехода, разработанных для CFD-кодов общего назначения

30 Июня 2015

11:00

Телемост ЦАГИ-ИТПМ СО РАН-СПбГПУ-НИИМ МГУ

Оnline-трансляция из СПбГПУ

ЦАГИ, корп. № 8, конференц-зал

Докладчик: Смирнов Евгений Михайлович (СПбПУ), aero@phmf.spbstu.ru

Тезисы доклада " Обзор и опыт приложения моделей ламинарно-турбулентного перехода, разработанных для CFD-кодов общего назначения "

Рассматриваются полуэмпирические RANS-модели ламинарно-турбулентного перехода (ЛТП), которые были разработаны в последнее десятилетие рядом зарубежных авторов и являются полностью совместимыми с современными технологиями CFD, основанными на использовании неструктурированных сеток и параллелизацией вычислений по стратегии «domain-decomposition». Отличительная особенность этих моделей заключается в том, что их формулировка не предполагает вычислительных операций нелокального характера (таких, например, как расчет интегральных толщин развивающихся пристенных пограничных слоев).

Излагаются основные идеи двух концептуально различных моделей, а именно: модели k_L-k_T-w (Walters et al, 2004-2008), в которой приближенно воспроизводятся физические механизмы нарастания возмущений («ламинарной» кинетической энергии k_L) в области вверх по потоку от местоположения ЛТП (реализована в лицензионном коде ANSYS Fluent), и g-Re_q модели (Menter, Langtry, 2004-2009), которая применяется в сочетании с k-w SST моделью турбулентности и основана на использовании эмпирических корреляций для запуска ЛТП при критических значениях локальных параметров пристенного течения (внедрена в лицензионные коды ANSYS CFX, ANSYS Fluent, Star CCM⁺).

Освещается опыт реализации модели g-Re_q в гидродинамическом коде внутреннего пользования SINF (кафедра гидроаэродинамики СПбПУ).

По данным литературных источников и собственных исследований представляются примеры успешных и неуспешных расчетов ламинарно-турбулентного перехода в безградиентных и градиентных пограничных слоях (развивающихся на плоской пластине при разной интенсивности внешней турбулентности), в пограничных слоях на аэродинамических профилях, в дозвуковых и трансзвуковых турбинных решетках, в пограничных слоях на трехмерных телах. Анализируется влияние расчетной сетки на предсказание ламинарно-турбулентного перехода, приводятся примеры кросс-верификационных расчетов по разным кодам.