CRM翼∕身∕平尾组合体模型高阶精度数值模拟

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstrOnauticaSinicaDec．252016V01．37No．123692．3697ISSN1000—6893CN11-1929／Vhttp：／／hkxbbuaa．edu．cnhkxb@buaaedu．crlCRM翼／身／平尾组合体模型高阶精度数值模拟王运涛1，孙岩2，孟德虹1’*，王光学11．中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，绵阳6210002．中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室，绵阳621000摘要：基于五阶空间离散精度的WCNS格

2、式，开展了CRM翼／身／平尾组合体模型的高阶精度数值模拟，以评估WC—NS格式对复杂外形的模拟能力以及典型运输机巡航构型阻力预测方面的精度。首先依照DPW组委会提出的网格生成指导原则，利用ICEM软件生成了粗、中、细3套网格，对应的Y+分别为1、2／3和4／9。通过对CRM模型的计算和分析，研究了网格规模对气动特性、压力分布和翼根后缘局部分离区的影响。通过与DPW4统计结果和部分实验结果的对比，高阶精度数值模拟结果表明，本文的气动特性计算结果与统计平均结果吻合较好；网格密度对机翼内侧的展向站位压力分布影响较小，对机翼

3、外侧展向压力分布影响较大；网格密度对翼根后缘局部分离区略有影响。关键词：RANs方程；WCNS格式；CRM模型；流场模拟；网格密度；气动特性中图分类号：V211．7文献标识码：A文章编号：1000—6893(2016)12-3692—06AIAA阻力预测会议DPW(DragPredictionWorkshop)由AIAA应用空气动力学技术委员会发起，旨在评估基于雷诺平均Navier—Stokes(RANS)方程的CFD方法在预测典型运输机构型气动特性尤其是阻力预测方面的现状，建立一个评估CFD可信度的国际平台。DPW

4、从发起到现在，已经成功举办了5届[1。5]，持续了10多年时间，获得了全世界近30个科研机构和工业部门的广泛参与，DPW系列会议已经成为CFD验证与确认发展历程中最重要的一次国际合作。DPW系列会议的意义在于积累了丰富的CFD数据和实验数据，并引发了关于CFD技术的思考和讨论，这对于评估CFD现状，认识CFD当前的问题，指导CFD的发展具有重要意义。第4届DPW会议于2009年6月在美国德克萨斯州的圣地亚哥市召开，这次会议采用了一个全新的外形CRM(CommonResearchMod—e1)，CRM模型[63代表了当

5、代一类典型的高性能运输机构型。来自世界各地的17家研究机构采用16种CFD软件提供了30组计算结果[4J，本文作者在前期工作中采用TRIP软件也开展了CRM构型的数值模拟[7]。以上这些基于RANS方程的计算结果均采用了二阶精度的计算方法，采用三阶以上差分格式的数值模拟结果尚未见公开报道。高阶精度格式一直是CFD领域的研究热点，但其在复杂外形上的应用才刚刚起步[8]。五阶空间离散精度的WCNS(WeightedCompactNon—linearScheme)格式是邓小刚和张涵信提出并发展起来的加权紧致非线性高阶格式[

6、9]，具有耗散低、分辨率高的特点。近年来，通过在几何守恒律方面持续不断的研究工作口⋯，已经成功应用于典收稿日期：2016—01—20；退修日期：2016—02—15；录用日期：2016—03-14；网络出版时间：2016—03-2215：41网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／111929．V．201603221541002htmI基金项目：国家重点研发计划(2016YFB0200700)*通讯作者．Tel．：0816-2463062E-mail：mdhl57@163．com引用格武；壬运

7、涛．秘岩，孟德虹，等．CRM翼／身／平髦组合体模型高精度数值模拟￡Jj。航空学报．2016．37(12)：3692．3697．WANGYT．SUNY．MENGDH，eta1．High-orderprecisionnumericalsimulationofCRMwing∥body／horizontaltailmodel[JjActaAeronauticaetAstronauticaSinica，2016，37(12)：3692—3697．王运涛，等：CRM翼／身／平尾组合体模型高阶精度数值模拟型运输机构型高阶精度的数值

8、模拟中[11。13

9、，并取得了良好效果。本文采用五阶空间离散精度的WCNS格式对CRM翼／身／平尾(CRM-WBH)组合体模型开展了高阶精度数值模拟，主要研究网格规模对高阶精度数值模拟结果的影响，进一步确认WCNS格式模拟典型运输机复杂构型的能力。1CRM模型与高阶精度计算方法CRM模型由NASA的亚声速固定翼(Sub—sonicFixedWi