CFD方法在邊界層風(fēng)洞流場模擬中的應(yīng)用研究.pdf

1、邊界層風(fēng)洞是進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗風(fēng)性能試驗(yàn)的主要設(shè)備,邊界層風(fēng)洞中模擬的流場必須能反映實(shí)際大氣邊界風(fēng)場的主要特性.對風(fēng)環(huán)境模擬的研究在物理風(fēng)洞試驗(yàn)中一般都稱作為流場模擬.流場模擬的主要參數(shù)有風(fēng)攻角、平均風(fēng)速剖面、紊流度剖面、脈動風(fēng)功率譜和紊流積分尺度等.然而對這些參數(shù)的模擬主要通過不斷的調(diào)試來完成,需要大量的人力和物力.而隨著計(jì)算流體動力學(xué)的迅猛發(fā)展形成的計(jì)算風(fēng)工程則為預(yù)先進(jìn)行數(shù)值風(fēng)洞試驗(yàn)提供了解決方法,即可以在物理風(fēng)洞試驗(yàn)前,先用數(shù)值風(fēng)洞來模擬

2、這些參數(shù),獲得對流場的布置,然后再進(jìn)行物理風(fēng)洞試驗(yàn),從而達(dá)到節(jié)省人力和物力的目的.為此,該文主要完成了以下兒方面的工作:1.風(fēng)攻角的模擬計(jì)算.該文應(yīng)用計(jì)算流體動力學(xué)方法,實(shí)現(xiàn)了邊界層風(fēng)洞風(fēng)攻角的模擬.在物理風(fēng)洞試驗(yàn)前,用數(shù)值風(fēng)洞來模擬風(fēng)攻角產(chǎn)生的整個過程,調(diào)整斜坡的傾斜角度,來達(dá)到所需要的流場攻角.2.風(fēng)攻角的試驗(yàn)測量.為了驗(yàn)證數(shù)值風(fēng)洞試驗(yàn)的正確性,系統(tǒng)掌握了對風(fēng)洞中的基本物理量測量的方法,設(shè)計(jì)了五組攻角模擬器,并利用六孔探頭,來測量攻

3、角模擬器影響下的流場.試驗(yàn)中通過編制程序完成了試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等工作.3.風(fēng)攻角試驗(yàn)和計(jì)算對比分析.通過物理風(fēng)洞試驗(yàn)測得了流場的風(fēng)攻角值和平均風(fēng)速值,并且通過數(shù)值風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)M而得到了模擬流場的風(fēng)攻角值和平均風(fēng)速值,對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析,得出了有意義的結(jié)論.4.紊流風(fēng)場的紊流度和風(fēng)剖面的模擬計(jì)算.該文另一個流場模擬課題涉及到了紊流模擬,通過兩種主要的紊流模型對大氣邊界層風(fēng)洞進(jìn)行模擬,主要針對風(fēng)剖面和紊流強(qiáng)度模擬進(jìn)行初步研究,并與物理風(fēng)洞試