CRM翼身组合体模型高阶精度数值模拟.pdf

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1、航空学报ActaAerOnauticaetAstrOnauticaSinicaMar．252017Vol38No．3SSN1000—6893CN11—1929／Vhttp：∥hkxb．buaa．educnhkxb@buaa．edu．cnCRM翼身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学研究所，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格式，开展了CRM翼身组合体模型的高阶精度数值模拟，以评估wCNS格式对复杂外形的模拟能力以及典型运输机

2、巡航构型阻力预测的精度。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、极细四套网格，网格规模从“粗网格”的2578687个网格点逐渐扩展到“极细网格”的65464511个网格点。研究了设计升力系数下，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，采用“中等网格”开展了抖振特性的数值模拟研究。通过与二阶精度的计算结果、DPwV统计结果和部分试验结果的对比分析，高阶精度数值模拟结果表明，阻力系数计算结果与DPWV统计平均结果吻合较好；网格密度对机翼卜表面的激波位置和翼身结合部后缘局部分离区略有影响；迎角为4。时，升力系数下降的主要原因是机翼上表面激

3、波诱导分离区和翼身结合部后缘局部分离区的增加。关键词：RANS方程；wCNS格式；CRM模型；流场模拟；网格密度；气动特性中圈分类号：V211．7文献标识码：A文章编号：1000一6893(2017)03—120298一08AIAA阻力预测会议DPW(DragPredictionWorkshop)从2001年发起到现在，已经成功举办了5届口巧]并持续了十多年时问。DPW系列会议的宗旨是评估基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程的各种CFD(ComputationalF1uidDynamics)方法在典型运输机构型气动特性预测尤其是阻力预测方面的现状，明确CFD技术的发展

4、方向，并逐步建立一个评估cFD可信度的国际交流平台。通过提供标准研究模型、发布基准网格并公开试验数据，DPW系列会议的影响日益扩大，获得了世界范围内相关研究机构的广泛参与，积累了丰富的计算数据和试验数据，已经成为CFD验证与确认发展历程中最重要的国际合作之一。第5届DPW(DPWV)会议于2012年6月在美国路易安娜州的新奥尔良市召开，这次会议采用了与DPWIV相同的CRM(CommonRe—searchModel)模型[⋯，不同的是，DPWV的研究构型去掉了cRM模型的平尾，只包含了机身和机翼，简称为CRM—WB，计算状态包括了网格收敛性研究和抖振特性研究两个方面。来自世界各地的22

5、家研究机构共提供了57组计算结果[5]。这些基于RANS方程的计算结果基本上采用了二阶空间离散精度的计算方法，采用三阶离散精度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，但在复杂外形上的应用才刚刚起步[7]。邓小刚和张涵信‘81提出的wCNs(we培htedCompact收稿日期：2016—04-07；退修日期：2016—05—26；录用日期：2016—06—06；网络出版时间：2016一06-1515：40网络出版地址：www．cnki．net／kcms／detail／111929V．20160615．1540002．htmI基金项目：国家重点研

6、发计划(2016YFB0200700)*通讯作者．E-mail=mdhl57@163．com}

7、用格武：I运涛。孙岩．盂德虹．等．cRM翼身组合体模型高酐精度数值模拟【JI航空学报．2017．38(3)：120298．wANGYT．sbNY。MENGDH。eta

8、．Hig卜ordernumerica

9、simu

10、ationo{cRMwing_bodymode

11、￡Jj．AdaAeronau墩冶etAsff。naulIcas{nIca．2017，38(3)：120298j120298．1航空学报NonlinearScheme)具有五阶空间离散精度，通过在几何守恒律方面持续不断的研究工作口]，

12、已经成功应用于典型运输机构型的高阶精度数值模拟[1“12]，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翼身组合体(CRM—WB)模型开展了高阶精度数值模拟，依据DPwV约定的计算状态，开展了固定升力系数下的网格收敛性研究和固定马赫数下的抖振特性研究，通过与二阶精度计算结果、DPwV的统计结果和相应试验结果的对比分析，进一步确认了WCNS格式模拟典型运输机构型的能力。1CRM—WB模型与高阶精度计算方法CRM模型由NASA的