航空航天工程学杂志
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Schneider M (2017) 使用现代混合 RANS/LES 模型对高升力装置进行故障气动声学研究。

施耐德M*

本研究重点关注跨学科计算流体动力学/计算气动声学 (CFD/CAA) 方法的开发、验证和应用，该方法名为飞行物理模拟器 AEOLus (FPSAEOLus)。FPS-AEOLus 基于增强型保守、各向异性、混合雷诺平均纳维-斯托克斯/大涡模拟 (RANS/LES) 技术，通过应用非定常、可压缩、二阶双曲纳维-斯托克斯方程来求解气动流场。

提出了两层 SSG/LRR- ω 微分雷诺应力湍流模型，通过应用 Menter 混合函数 F1，将近壁处的 Launder-Reece-Rodi (LRR) 模型与更远的 Speziale-Sarkar-Gatski (SSG) 模型相结合。在此，利用 Menter 的基线 ω 方程来提供长度尺度。

另一个重点是对靠近固体壁或尾流区域的耗散的各向异性描述，以描述粘性流体物理和旋转尾流效应中摩擦引起的表面粗糙度行为。为此，实现了具有各向异性扩展的SSG/LRR-ω七方程雷诺应力湍流模型，并对理论进行了概括描述。

除此之外，还实施了改进的延迟分离涡模拟（MDDES）和尺度自适应模拟（SAS）校正，以捕获宽带中具有大量流动分离的大涡型非定常流的随机特征。

为了演示具有波干扰的时间相关噪声传播，使用组合动量和兰姆矢量源的线性化欧拉方程 (LEE) 模型已应用于 CFD/CAA 方法。DLR 15 机翼是一种处于着陆配置的高升力装置，具有展开的缝翼和着陆襟翼，经过实验和数值研究。应用程序的第一部分涉及稳定流研究；然而，相同的湍流模型用于不带封闭时间导数的非定常流动情况。第二部分集中于纳维-斯托克斯和线性欧拉场的非定常建模。通过这种新的 CFD/CAA 组合方法，可以对高升力机翼结构进行稳态和非稳态数值研究，以发现空气动力学和声学传播效应，讨论并在实验数据可用时进行验证。高升力机翼具有 Λ=30° 的恒定后掠角，以研究可能的横流；为了实现这一点，在翼展方向上设置了周期性边界条件。