文献类型：会议

作　　者：成龙 杜林 孙晓峰

作者单位：北京航空航天大学能源与动力工程学院流体机械系

会议文献：第十一届全国流体力学学术会议论文摘要集

会议名称：第十一届全国流体力学学术会议

会议日期：20201203

会议地点：中国广东深圳

出版日期：20201200

学会名称：中国力学学会

语　　种：中文

摘　　要：跨声速非定常流动是现代飞机机翼以及压气机叶片典型的工作环境,对其准确预测无论对于翼型/叶片非定常空气动力学特性还是远场辐射噪声分析均具有重要意义。区别于传统计算流体力学(computationalfluiddynamics,CFD),以高阶CFD以及计算气动声学(computationalaeroacoustics,CAA)为代表的现代高精度数值方法为跨声速流动以及声学一体化预测提供了更为精确和理论上更为快速的方法。然而对于目前典型的基于贴体网格为主导的高阶CFD/CAA方法,当考虑运动边界问题如振荡翼型时往往存在难以兼顾高阶网格质量和网格重构效率之间的矛盾,这将极大限制该类方法用于气弹-声学等多物理场耦合分析。为此,针对跨声速振荡翼型非定常流场和激波噪声多物理场耦合问题,我们通过求解非线性Euler方程,利用自适应间断捕捉算法发展了适用于Cartesian固定网格下运动边界和运动激波模拟的高阶CAA数值方法。我们借助广义函数理论将固定网格下运动固体壁面转化为广义流固界面间断,进而利用浸入式边界方法构造出满足无穿透壁面边界条件的正则化光滑体积力源项模型,由此实现广义流固界面和激波两种强间断统一考虑。在此基础上利用混合模板(九点+三点)的滤波格式实现两种间断的自适应捕捉,达到在间断附近保持数值无振荡,远离间断的流场区域恢复高阶CAA格式低频散低耗散精度的目的。最后利用Ma=0.8,平均攻角为0o的跨声速静止和振荡NACA0012翼型对发展的高阶CAA方法和自适应间断捕捉滤波进行了验证,发现静止翼型算例中当前预测激波位置以及表面压力系数分布和以往可信标准数值结果得到很好的吻合。在此基础上进行了小振幅(1%弦长)和大振幅(5%弦长)振荡的NACA0012翼型流场和远场声场一体化模拟,证明了所发展的数值模型可以很好地自动捕捉不同幅度振荡的运动激�

关 键 词：跨声速 高阶CAA  EULER方程 滤波  振荡翼型

分 类 号：V211] V231