Усовершенствование k-ω SST модели турбулентности применительно к расчету обтекания прямых крыльев конечного размаха


Авторы

Матюшенко А. А., Гарбарук А. В., Ментер Ф. Р., Смирнов П. Е.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 195251, Санкт-Петербург, Политехническая, 29.

Аннотация

Разработана модификация SST модели турбулентности (SST-HL), которая по точности превосходит оригинальную модель при расчете обтекания прямых крыльев конечного размаха и не уступает ей при моделировании относительно простых свободных сдвиговых, присоединенных, а также отрывных турбулентных течений. Проведено тестирование различных моделей для крыловых профилей различной толщины и формы.

Ключевые слова:

аэродинамический профиль, сваливание, аэродинамические харак- теристики, RANS, модели турбулентности.

Библиографический список

  1. Брутян М.А., Владимирова Н.А., Потапчик А.В. Влия- ние волнистости формы профиля на его аэродинамические характеристики при малых дозвуковых скоростях // Уче- ные Записки ЦАГИ. 2013. T. XLIV. № 5. С. 39–44.

  2. Баранов П.А., Гувернюк С.В., Исаев С.А., Судаков А.Г., Усачов А.Е. Моделирование периодических вихревых структур в следе за профилем // Ученые Записки ЦАГИ. 2014. T. XLV. № 2. С. 63–77.

  3. Матюшенко А.А., Котов Е.В., Гарбарук А.В. Анализ причин снижения точности при расчете обтекания крыло- вых профилей в рамках двумерных уравнений Рейнольдса // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физи- ко-математические науки. 2017. Т. 10. № 1. С. 20–30.

  4. Занин Б.Ю., Козлов В.В. Вихревые структуры в дозву- ковых отрывных течениях. Новосибирск: Новосиб. гос. ун-т., 2011. 114 с.

  5. Матюшенко А.А., Гарбарук А.В. Численное исследова- ние влияния трехмерных «грибообразных» структур на характеристики обтекания аэродинамических профилей // Тепловые процессы в технике. 2016. № 1. С. 31–36.

  6. Matyushenko A.A., Garbaruk A.V. Adjustment of the k-ω SST turbulence model for prediction of airfoil charac- teristics near stall // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 769. Р. 012082 doi:10.1088/1742-6596/769/1/012082

  7. Menter F.R., Kuntz M., Langtry R.B. Ten years of indus- trial experience with the SST turbulence model // In Turbu- lence, heat and mass transfer (Vol. 4), edited by K. Hanjalic, Y. Nagano, and M. Tummers, Begell House, Inc., 2003. P. 625–632.

  8. Menter F.R., Smirnov P.E., Liu T., &AvanchaR. A one- equation local correlation-based transition model // Flow Turbulence and Combustion. 2015. V. 95. Iss. 4. P. 583–619.

  9. Bell J.H., Mehta R.D. Development of a two-stream mix- ing layer from tripped and untripped boundary layers // AIAA J. 1990. V. 28. N 12. P. 2034–2042.

  10. Wieghardt K., Tillmann W. On the turbulent friction layer for rising pressure // NACA TM 1314, 1951. 48 р.

  11. Vogel J., Eaton J.K. Combined heat transfer and fluid dy- namic measurements downstream of a backward-facing step // Journal of Heat Transfer. 1985. V. 107. Р. 922–929.

  12. Driver D.M. Reynolds shear stress measurements in a sepa- rated boundary layer flow // AIAA-91 1787, 1991.

  13. Gleyzes C., Capbern P. Experimental study of two AIRBUS/ONERA airfoils in near stall conditions. Part I: Boundary layers // Aerospace Science and Technology. 2003. V. 7(6). P. 439–449.

  14. Somers D.M. Design and Experimental Results for the S805 Airfoil // NREL/SR-440-6917, 1997.

  15. Somers D.M. Design and Experimental Results for the S825 Airfoil // NREL/SR-500-36346, 2005.

  16. Somers D.M. Design and Experimental Results for the S809 Airfoil // NRELSR-440-6918, 1997.

  17. Somers D.M. Design and Experimental Results for the S814 Airfoil // NREL/SR-440-6919, 1997.

  18. Timmer W.A., R.P.J.O.M. van Rooij. Summary of the Delft University Wind Turbine Dedicated Airfoils AIAA Paper 0352, 2003.

  19. Winkelmann A.E. An Experimental Study of Mushroom Shaped Stall Cells // Presented at the AIAA/ASME 3rd Joint Thermophysics, Fluids, Plasma and Heat Transfer Conference, St. Louis, Missouri, 1982.

  20. Menter F.R. Zonal Two Equation k-omega Turbulence Models for Aerodynamic Flows // AIAA Paper 93-2906, Ju- ly 1993.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024