申请/专利权人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所

申请日：2024-02-26

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN117787144B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2024.04.16#实质审查的生效;2024.03.29#公开

摘要：本发明属于流体力学技术领域，具体公开了一种面向超声速激波边界层干扰的SST湍流模型修正方法及系统，该方法包括：获取湍动能、比耗散率和湍流运动粘性；计算有效比耗散率；计算修正的湍流运动粘性；计算修正系数；获得标准化压力梯度；获取标准化压力梯度与修正系数之间的关系式；将获取的标准化压力梯度带入关系式获得修正系数；利用修正系数修正限制器中Bradshaw常数用以计算湍流运动粘性。本发明通过修正系数与标准化压力梯度的函数关系来对Bradshaw常数进行修正，使得限制器能够随压力梯度的变化而变化，减小Bradshaw假设中常数引起的预测误差，进而提高SST模型对超声速激波湍流边界层干扰的预测准确度。

主权项：1.一种面向超声速激波边界层干扰的SST湍流模型修正方法，其特征在于包括：求解SST湍流模型中湍流运输变量的控制方程，获取湍动能k、比耗散率ω和湍流运动粘性vt；利用湍动能k和湍流运动粘性υt计算有效比耗散率利用各项异性分量aij以及时均应变率张量Sij计算修正的湍流运动粘性υtinv，包括：基于直接数值模拟或大涡模拟方法计算高可信度雷诺应力τij和湍动能计算各向异性分量aij，公式为：aij＝τij-2kδij3；其中，aij为异性分量，τij为高可信度雷诺应力，k为湍动能，δij为Kronecker符号；根据RANS速度场计算时均应变率张量Sij，其公式为： 其中，Sij为时均应变率张量，为偏导运算符号，u为速度，x为坐标轴，下标i和j为空间维度索引；利用最小二乘法反算修正的湍流运动粘性vtinv，其公式为： 其中，υtinv为修正的湍流运动粘性；利用修正的湍流运动粘性υtinv以及湍动能k计算修正的有效比耗散率并利用修正的有效比耗散率和比耗散率ω计算修正系数λ；计算压力梯度并根据密度ρ、速度和动力粘性μ将其标准化，获得标准化压力梯度包括：通过耦合SST湍流模型的RANS求解器计算压力梯度，其公式为： 其中，为压力梯度，为偏导运算符号，p为压力，为速度矢量，x、y、z分别为空间坐标轴，u、v、w分别为x、y、z轴方向的速度；对压力梯度进行标准化，其公式为： 其中，为标准化压力梯度，ρ为密度，μ为动量粘性；将若干修正系数λ以及若干标准化压力梯度进行数据拟合，获取标准化压力梯度与修正系数λ之间的关系式；所述标准化压力梯度与修正系数之间的关系式为： 其中，λ为修正系数，为标准化压力梯度；将获取的标准化压力梯度带入关系式获得修正系数λ；利用修正系数λ修正限制器中Bradshaw常数a1用以计算湍流运动粘性υt。

全文数据：

权利要求：

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