《適用於複雜湍流的新概念湍流模型-AISAS的構造》是依託北京航空航天大學，由徐晶磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：適用於複雜湍流的新概念湍流模型-AISAS的構造
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：徐晶磊
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
圍繞著國家航空航天新一代飛行器氣動設計與最佳化對高精度湍流模型的迫切需求，本研究提出要構造新概念的AISAS(Anisotropic Scale-Adaptive-Simulation)湍流模型。SAS模型允許計算中出現非定常結構的猝發，能起到RANS/LES混合模型的作用，而本質卻是URANS。它引入捕捉當地流動拓撲的von Karman長度尺度，實現了湍流模擬的尺度自適應，克服了RANS/LES交界面問題，極大提升了傳統RANS/LES混合模型的性能；為了更加逼近真實湍流，需要構造各向異性的雷諾應力本構關係，最終產生AISAS。相比於線性的各向同性SAS，AISAS將更加適用於航空航天飛行器遭遇的可壓縮、壓力梯度、曲率/旋轉、旋渦分離等複雜湍流。研究成果將推動湍流模型理論的發展，並直接為國家航空航天飛行器的氣動預測服務。
結題摘要
本研究以唯象理論為基礎，採用DNS數據學習、標定的手段，構造了一個基於湍動能方程的Scale-Adaptive-Simulation模型(代號KDO)，該模型的本質是URANS，卻能解析出湍流結構，並解決了原始SAS模型高波數能譜衰減不足的問題。與此同時，從槽道流 DNS 資料庫中提取特有統計信息，不引入任何經驗係數，構造出了新型雷諾應力模化形式；引入雷諾主剪下應力的概念，從而忽略掉雷諾正應力對湍流方程的貢獻，可把雷諾應力各向異性效應整合在湍流輸運方程的產生項上，模化出不含任何經驗係數的新產生項。該公式幾乎不增加計算代價，卻總能提升計算精度。這兩方面的研究成果都很好的捕捉雷諾應力的各向異性，從而實現了項目提出的各向異性模型(Anisotropic)。本研究開發的KDO模型完全由邊界層流動得出，卻能很好計算大尺度分離、跨音速，轉捩等複雜流動。它只含有2個經驗參數，始終是個好的基礎，更多複雜流動內容的引入，都可以增添在這個模版上，進一步提高該模型對更複雜、更極限的流動的預測精度。該模型已經發展成熟，可直接為國家航空航天飛行器的氣動預測服務。
