×

关于RANS/LES混合射流模拟中湍流流入的生成。 (英语) Zbl 1521.76211号

摘要:本工作致力于评估一种低噪声湍流产生方法,该方法用于在喷嘴出口产生具有三维解析湍流的边界层,以再现实验条件。该方法依赖于使用在计算域中引入的粗糙度元素,采用浸没边界条件和ZDES模式3(ZDES的墙模型LES分支)。采用ZDES模式2,对具有湍流生成的(M=0.9)和雷诺数(10^6)的圆形射流进行了模拟,并与在喷管边界层中没有解析湍流的模拟进行了比较。使用两个网格仔细检查喷嘴内粗糙度元件下游边界层的行为。湍流生成方法与ZDES模式3相结合,在喷嘴出口产生令人满意的湍流分辨率。剪切层发展的早期阶段通过ZDES模式3模拟进行了修改,提供了最初的湍流剪切层。另一方面,ZDES模式2模拟具有湍流平均出口速度剖面,但没有解析湍流,显示出短区域的强剪切层不稳定性,导致混合层中三维湍流的快速发展。根据所考虑的射流模拟目的,目前的结果为所需的喷嘴边界层湍流建模水平提供了见解。

MSC公司:

76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] E.委员会,“2050年飞行路线,欧洲航空愿景”,2011年。doi:10.2777/50266。
[2] Bodony,D.J。;Lele,S.K.,使用大涡模拟预测喷气噪声的现状,AIAA J,46,2,364-380(2008)
[3] Lele,S.K。;尼科尔斯,J.W.,气动声学的第二个黄金时代?,Philos Trans R Soc A,372,第20130321条,pp.(2014)
[4] Lyrintzis,A.S。;Coderoni,M.,《LES在喷气式空气声学中的应用》(AIAA科学技术论坛,2019年1月7日至11日)。AIAA科学技术论坛,2019年1月7日至11日,加利福尼亚州圣地亚哥(2019)),AIAA论文2019-0633
[5] 转向架,C。;俄勒冈州马斯登。;Bailly,C.,雷诺数为10(5)的亚音速射流的流动和声场的大涡模拟,出口边界层脱落,Phys Fluids,23(2011)
[6] 布吕斯,G.A。;约旦,P。;Jaunet,V。;勒·拉利克,M。;卡瓦列里,A.V.G。;Towne,A.,亚音速湍流射流中喷嘴出口边界层状态的重要性,《流体力学杂志》,851,83-124(2018)·Zbl 1415.76555号
[7] Huet,M.,边界层分辨率对加热、亚音速、高雷诺数射流和噪声的影响(第19届AIAA/CEAS气动声学会议,2013年5月27日至29日)。第19届AIAA/CEAS气动声学会议,2013年5月27日至29日,德国柏林(2013),AIAA论文2013-2141
[8] Lorteau,M。;克莱罗,F。;Vuillot,F.,通过验证的大涡模拟解决方案分析亚音速热射流中的噪声辐射机制,Phys Fluids,27,第075108页,(2015)
[9] Fosso-Pouangué,A。;桑何塞,M。;莫罗,S。;达维勒,G。;Deniau,H.,使用结构化和非结构化网格的亚音速喷气噪声模拟,AIAA J,53,1,55-69(2015)
[10] Spalart,P.R。;Venkatakrishnan,V.,《CFD在航空航天行业中的作用和挑战》,Aeronaut J,120,1223,209-232(2016)
[11] Choi,H。;Moin,P.,《大涡模拟的网格点要求:查普曼的估算重温》,《物理流体》,24,第011702页,(2012)
[12] 斯洛特尼克,J。;Khidadoust,A。;阿隆索,J。;Darmofal,D。;格罗普,W。;鲁里,E。;Mavrilis,D.,《2030年CFD愿景研究创新计算气象学之路》(2013),NASA兰利研究中心,技术代表NASA愿景2030 CFD代码NASA/CR-2014-218178
[13] 甘德,F。;Huet,M。;Garrec,T.Le;Cléro,F.,使用ZDES的UHBR喷嘴的喷射噪声:外部边界层厚度和安装效果,(第23届AIAA/CEAS气动声学会议(2017年)),AIAA论文2017-3526
[14] 韦里埃,J。;甘德,F。;Deck,S.,双流喷气机的分区分离涡模拟,AIAA J,54,3176-3190(2016)
[15] 泰克·J。;王,Z。;Tucker,P.,《带飞行气流的安装式超高旁路比同轴射流气动声学的LES-RANS》,AIAA J,1-22(2019)
[16] 泰克·J。;纳卡维一世。;王,P。;Boehning,P.,喷气式气动声学的预测大涡模拟——气流方法和工业应用,J Turbomach,139,8,081003-081013(2017),081003-
[17] Sartor,F。;甘德,F。;Huet,M。;贝内丁,S。;Sipp,D.,双流射流的数值研究:ZDES模拟、稳定性分析和降噪,(第34届AIAA应用空气动力学会议(2016)),AIAA论文2016-3259
[18] Shur,M.L。;Spalart,P.R。;Strelets,M.K.,越来越复杂的喷气式飞机的噪声预测。第二部分:应用,国际航空声学杂志,4247-266(2005)
[19] 布鲁内特,V。;Deck,S.,民用飞机发动机喷气配置的分区分离涡模拟,(混合RANS-LES建模进展,NNFM111(2010))
[20] 布鲁内特,V。;莫尔顿,P。;Bezard,H。;Deck,S.,《飞机动力计划配置的先进实验和数值研究》(第28届AIAA应用空气动力学会议,2010年6月28日至7月1日)。第28届AIAA应用空气动力学会议,2010年6月28日至7月1日,伊利诺伊州芝加哥(2010),AIAA论文AIAA 2010-4814
[21] 夏,H。;塔克,P.G。;伊斯特伍德,S。;Mahak,M.,《几何形状对喷射羽流发展的影响》,Prog Aerosp Sci,52,56-66(2012)
[22] Fuchs,M。;Mockett,C。;塞斯特亨,J。;Thiele,F.,《对复杂流量的灰色区域增强sigma-DES方法的进一步评估》(ETMM11,意大利西西里岛,2016年9月21日至23日(2016年))
[23] 转向架,C。;Bailly,C.,喷嘴出口边界层条件对初始层流射流的流场和声场的影响,J Fluid Mech,663507-538(2010)·兹比尔1205.76238
[24] 转向架,C。;俄勒冈州马斯登。;Bailly,C.,初始湍流水平对直径雷诺数为105的亚音速射流流场和声场的影响,《流体力学杂志》,701,352-385(2012)·Zbl 1248.76125号
[25] 布吕斯,G.A。;Jaunet,V。;Rallic,M.Le;约旦,P。;科隆尼乌斯,T。;Lele,S.K.,《喷射噪声的大涡模拟:正确处理边界层的重要性》(第21届AIAA/CEAS气动声学会议,2015年6月26-26日)。第21届AIAA/CEAS气动声学会议,2015年6月26日至26日,德克萨斯州达拉斯(2015),AIAA论文2015-2535
[26] Bose,S.T。;Park,G.I.,复杂湍流的壁模型大涡模拟,《流体力学年鉴》,50,535-561(2018),1·Zbl 1384.76028号
[27] 甲板,S。;Laraufie,R.,三元翼型绕流动力学的数值研究,《流体力学杂志》,732,401-444(2013)·Zbl 1294.76210号
[28] Jarrin,N。;Prosser,R。;尤里韦,J.-。C。;Benhamadouche,S。;Laurence,D.,使用合成涡流法重建RANS/LES混合模拟的湍流波动,《国际热流杂志》,30435-442(2009)
[29] Shur,M.L。;Spalart,P.R。;Strelets,M.K.,越来越复杂的喷气式飞机的噪声预测。第一部分:方法和试验,《国际声学杂志》,4213-246(2005)
[30] Shur,M.L。;Spalart,P.R。;Strelets,M.K。;Travin,A.K.,《气动和气动声学问题分区模拟中RANS-LES接口的合成湍流发生器》,《湍流燃烧》,93,63-92(2014)
[31] Uzun,A。;Hussaini,M.Y.,《V形喷管射流大流量模拟中的一些问题》,《Propul Power杂志》,第28、2、246-258页(2012年)
[32] Biolchini,R。;C.贝利。;Boussuge,J.F。;Fernando,R.,高雷诺数下热射流中流体动力波动和噪声之间关系的数值研究,(第22届AIAA/CEAS气动声学会议,2016年5月30日至6月1日)。第22届AIAA/CEAS气动声学会议,2016年5月30日至6月1日,法国里昂(2016)),AIAA论文2016-3048
[33] 比勒,S。;克莱塞,L。;Bogey,C.,亚音速湍流喷嘴射流及其近场声的模拟,AIAA J,1-17(2014)
[34] 霍斯曼,J.A。;斯蒂奇,G.D。;Kiris,C.K.,《使用带有结构重叠网格的混合RANS/LES预测喷气噪声》(第23届AIAA/CEAS气动声学会议,AIAA航空论坛(2017)),AIAA论文2017-3213
[35] 斯蒂奇,G.D。;霍斯曼,J.A。;Kocheemoolayil,J.G。;Kiris,C.C。;布里奇斯,J.E。;Brown,C.A.,喷气-表面相互作用噪声的混合RANS/LES模拟,(第25届美国航空航天局/欧洲航空航天局空气声学会议(2019)),美国航空航天局论文2019-2475
[36] 朱,M。;佩雷斯·阿罗约,C。;Fosso-Pouangué,A。;桑何塞,M。;Moreau,S.,在非结构化网格上使用大涡模拟的等温和加热亚音速射流噪声,计算流体,171,166-192(2018)·Zbl 1410.76420号
[37] 范德韦尔登,W.C.P。;卡萨利诺,D。;Gopalakrishnan,P。;Jammalamadaka,A。;李毅。;Zhang,R.,喷气噪声模拟的验证和声学近场的最终见解,AIAA J,9,1-12(2019)
[38] 甲板,S。;韦斯,P.-。E.公司。;Renard,N.,《利用可压缩流解算器在曲线网格上从RANS到WMLES的快速低噪声切换》,《计算物理杂志》(2018),第-页·Zbl 1392.76021号
[39] Mochel,L。;魏斯,体育。;Deck,S.,《分区浸没边界条件:高雷诺数后体流的应用》,AIAA J,52,12(2014)
[40] Deck,S.,分区分离涡模拟(ZDES)公式的最新改进,Theor Compute Fluid Dyn,26,523-550(2012)
[41] 甲板,S。;北卡罗来纳州雷纳德。;拉劳菲,R。;Sagaut,P.,雷诺数范围3 150<Reθ<14 000上空间发展平板湍流边界层的分区分离涡模拟(ZDES),Phys Fluids,26,Article 025116 pp.(2014)
[42] 甲板,S。;甘德,F。;布鲁内特,V。;Ben Khelil,S.,《非定常民用飞机空气动力学的高精度模拟:赌注和观点》。分区分离涡模拟的应用,Philos Trans R Soc A(2014)
[43] 斯帕拉特,P。;Jou,W。;Strelets,M。;Allmaras,S.,《关于机翼LES可行性和混合RANS/LES方法的评论》(第一届AFOSR DNS/LES国际会议(1997))
[44] Spalart,P.R。;Allmaras,S.R.,《气动流动的单方程湍流模型》,La Recherche Aérospatiale,1,5-21(1994)
[45] 斯帕拉特,P。;甲板,S。;舒尔,M。;斯奎尔斯,K。;Strelets,M。;Travin,A.,《分离涡模拟的新版本,抗模糊网格密度》,《Theor计算流体动力学》,第20期,第181-195页(2006年)·Zbl 1112.76370号
[46] 甲板,S。;Renard,N.,《在混合RANS/LES方法中加强对附着边界层的保护》,《计算物理杂志》,400(2019)
[47] N.Renard和S.Deck,“壁面模型大涡模拟区域分离涡模拟的改进”,美国航空航天学会期刊技术注释,2015年。doi:10.2514/1.J054143。
[48] 拉劳菲,R。;Deck,S.,《合成湍流流入条件下雷诺应力张量重建方法的评估》。《混合RANS/LES方法的应用》,《国际热流体流动杂志》,42,8,68-78(2013)
[49] 米塔尔·R。;Iacarino,G.,《浸没边界法》,《流体力学年鉴》,37(2005)·Zbl 1117.76049号
[50] Fadlun,E。;Verzicco,R。;奥兰迪,P。;Mohd-Yusof,J.,三维复杂流动模拟的复合浸没边界有限差分方法,计算物理杂志,161(2000)·Zbl 0972.76073号
[51] 韦斯,P.-。E.公司。;Deck,S.,《关于分区体填充/浸没边界法与ZDES的耦合:应用于真实空间发射器后体流的交互作用》,计算流体(2017)
[52] 拉劳菲,R。;甲板,S。;Sagaut,P.,《非定常湍流流入条件的动态强迫方法》,《计算物理杂志》,230,8647-8663(2011)·Zbl 1457.76092号
[53] 肖韦,N。;甲板,S。;Jacquin,L.,受控推进射流的分区分离涡模拟,AIAA J,45,10,2458-2473(2007)
[54] 转向架,C。;Marsden,O.,《亚音速喷气机流场和噪声的网格依赖性研究》(第54届AIAA航空航天科学会议,2016年1月4日至8日)。第54届AIAA航空航天科学会议,2016年1月4日至8日,美国加利福尼亚州圣地亚哥(2016年),AIAA论文2016-0261
[55] 坎比尔,L。;Heib,S。;Plot,S.,The Onera elsA CFD软件:研究输入和行业反馈,Mech Ind,14,159-174(2013)
[56] 玛丽,我。;Sagaut,P.,失速附近翼型流动的大涡模拟,AIAA J,40,1139-1145(2002)
[57] Daude,F。;玛丽,我。;Comte,P.,复杂流动大涡模拟隐式时间推进收敛速度的局部优化,(第36届AIAA流体动力学会议和展览(2006)),AIAA论文2006-3545
[58] 甲板,S。;魏斯,体育。;帕米耶斯,M。;Garnier,E.,空间发展平板湍流边界层的分区分离涡模拟,计算流体,48,1-15(2011)·Zbl 1271.76127号
[59] Sillero,J.A。;吉姆·内兹,J。;Moser,R.D.,雷诺数小于等于δ+≈2000时湍流壁面流动的单点统计,Phys Fluids,25,第105102页,(2013)
[60] Towne,A。;卡瓦列里,A.V.G。;约旦,P。;科隆尼乌斯,T。;施密特,O。;Jaunet,V.,亚音速喷流潜在核心中的声共振,《流体力学杂志》,825,1113-1152(2017)·Zbl 1374.76075号
[61] 转向架,C。;Sabatini,R.,喷嘴出口边界层剖面对亚音速射流初始剪切层不稳定性、流场和噪声的影响,《流体力学杂志》,876288-325(2019)·兹比尔1419.76568
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。