二维多段翼型网格生成与数值模拟研究

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1、第46卷第6期2016年11月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．46No．6NOV．2016二维多段翼型网格生成与数值模拟研究胡偶1，赵宁2(1．中国直升机设计研究所，江西景德镇333000；2．南京航空航天大学航空宇航学院，江苏南京210016)摘要：为提高多段翼型的网格生成效率和数值模拟精度，发展了一套自适应混合笛卡尔网格(AHCG)生成方法和基于有限体积方法的雷诺数平均Navier．Stokes(RANS)的数值求解技术。混合笛卡尔网格由围绕物体几何外形的贴体结构网格和填充流场其他区域的笛卡尔网格构成，两套网格之间的信息传递

2、由“贡献单元”提供，且“贡献单元”由基于ADT(Ahematingdigitaltree)技术的搜寻方法获得。为更准确地捕捉流场信息，采用了基于流场特征的网格自适应技术。数值模拟结果显示，AHCG方法能够准确且高效地模拟高升力多段翼型绕流问题。关键词：混合笛卡尔网格；自适应；ADT技术；RANS；多段翼型中图分类号：V211．3文献标识码：A文章编号：1671-654X(2016)06—0024．04MeshGenerationandSimulationMethodfor2一DMulti—elementAifoilsHUOul，ZHAONin92(1．ChinaHelicop

3、terResearchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen333000，China；2．CollegeofAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：AnadaptivehybridCartesiangrid(AHCG)methodwithafinitevolumetypeReynoldsaverageNavier．Stokes(RANS)flowsolverweredevelopedforsimu

4、lationofhighlifimuhi—elementairfoils．ThehybridCartesiangridconsistedofabody·-fittedstructuredmeshinnear·-bodyregionandanadaptiveCartesianmeshwhichmatchedtheouterboundaryofbody．fittedgrid．The”donorcell”wasusedtohan．dletheinterfaceregionbetweenthebody．fittedmeshandCartesianmesh．Meanwhile，a”do

5、norcell”searchmethodbasedonADTtechniquewaspresented．Featurebasedgridadaptationswerecarriedoutforsimulatingtheflowfieldmoreaccurately．Theefficiencyandsolutionaccuracyofthepresentmethodindealingwithhighliftmuhi．elementairfoilsweredemonstratedbythenumericalresults．Keywords：hybridCartesiangrid；

6、adaptation；ADTtechnique；RANS；multi—elementairfoil引言高升力多段翼型绕流问题是计算流体力学(CFD)领域的一个难点，主要原因有两个方面：1)存在着边界层转捩、尾迹区与边界层掺混、流动分离等复杂流动现象；2)多段翼型几何外形结构复杂，难以生成高质量的计算网格。目前，发展高效且高质量网格生成技术依然是CFD领域研究的热点之一。针对复杂几何外形，传统的多区分块结构网格生成技术，要进行空间拓扑划分，且对人员有较高的要求，网格生成自动化程度较低；非结构网格的优势在于自动化程度较高，但在处理复杂的粘性湍流问题时难以准确地模拟附面层结构。因此

7、，基于混合网格思想的自适应笛卡尔网格方法¨。21在复杂多物体流动问题中(如多段翼型问题)得到了广泛地应用。本文将此类方法命名为自适应混合笛卡尔网格方法(AdaptiveHybridCartesianGrid，AHCG)。在自适应混合笛卡尔网格生成技术方面，KIDRON⋯等采用网格切割(“cut—cell”)技术处理贴体网格与笛卡尔网格之间的交接面，使得两套网格系统构成统一的非结构网格形式，但该方法会导致网格结构复杂，且难于推广到三维问题；Munikrishna旧1等提出了一种采用“贡献单元(donorc