2023年第1期导弹与航天运载技术(中英文)No.12023总第392期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.392收稿日期:2022-11-11;修回日期:2022-12-31文章编号:2097-1974(2023)01-0112-06DOI:10.7654/j.issn.2097-1974.20230122可压缩槽道流动的大涡模拟研究王锁柱,杨天鹏,杨依峰,秦绪国,苏伟(北京航天长征飞行器研究所,北京,100076)摘要:可压缩湍流边界层是高速飞行器研究面临的基础科学问题,对其流动机理的认识对于高速飞行器气动力热设计具有重要意义。采用大涡模拟方法对可压缩槽道流动进行了数值模拟研究,并基于Favré过滤建立了适用于可压缩流动的大涡模拟方法,将混合亚格子模型延拓到了动态形式,形成了适用于可压缩流动的动态混合模型。通过分析亚格子模型、网格疏密和计算格式对数值模拟结果的影响,结果表明所建立的大涡模拟方法在较少网格数下能够获得可靠的计算结果。数值模拟还获得了可压缩槽道流动时间转捩的过程,捕捉到了大尺度旋涡结构和近壁速度条带结构的演化过程。关键词:可压缩湍流;槽道流动;大涡模拟中图分类号:V211.3文献标识码:ALargeEddySimulationofCompressibleChannelFlowWangSuo-zhu,YangTian-peng,YangYi-feng,QinXu-guo,SuWei(BeijingInstituteofSpaceLongMarchVehicle,Beijing,100076)Abstract:Thecompressibleturbulentboundarylayerisabasicscientificproblemfortheresearchofhigh-speedaircraft,andtheunderstandingofitsflowmechanismisofgreatsignificancefortheaerodynamicandthermaldesignofhigh-speedaircraft.Largeeddysimulation(LES)ofcompressiblechannelflowisperformed.TheLESmethodforcompressibleflowisestablishedbasedonFavréfilter,andadynamicmixedsubgrid-scale(SGS)modelforcompressibleflowisformedbyextendingthemixedSGSmodeltothedynamicform.ThroughtheanalysisofSGSmodel,griddensityandnumericalscheme,theLESmethodestablishedinthepresentworkcanobtainreliableresultswithfewergrids.Thenumericalresultsalsoshowthetransitionprocessofthecompressiblechannelflow,andcapturetheevolutionprocessofthelarge-scalevorticesandthenear-wallvelocitystreaks.Keywords:compressibleturbulence;channelflow;largeeddysimulation0引言可压缩湍流现象广泛存在于高速飞行器的边界层流动中,具有多尺度、高频脉动、强非线性等特点,对其流动机理的研究对于高速飞行器设计具有...