激波抖振应该怎么计算

周华

这次高可信活动要算的内容主要是民用飞机在高亚音速区的流动。前面做过的计算把主要关注点放在无激波附着流的升力阻力计算上，重中之重是考虑阻力的精度问题，以此为题展开了对网格设计、湍流模型选择等相关问题的讨论。在高亚音速区还有一个重要问题没有涉及，就是带分离流动的计算问题，特别是在激波出现后的激波抖振现象更加复杂，也是客机设计中必须考虑的问题。带分离流的问题目前可以用DES来计算，激波抖振的计算需要兼顾边界层和激波的分辨率，因此需要在边界层内网格达到足够的分辨率，同时在激波附近也需要足够的分辨率，原则上可以采用适应性网格，但在实际计算中，由于激波是运动的，导致网格也需要不断变化，因而比静止激波的计算要麻烦得多。特别是在激波抖振过程中，激波的结构比较复杂，在激波后边界层可能增厚，导致非定常的分离，还可能在激波根部出现连续压缩区，在激波后面形成超音速舌（Supersonic tongue），给采用适应性网格带来困难。那么这种情况是否应该在激波扫描区域全局加密，网格和湍流模型怎么配合也成为一个问题。不知哪位在这方面有经验，不妨来谈谈相关的问题。

周华

还有关于结构网格和非结构网格的问题也值得探讨一下。现在多数人认为计算应该采用结构网格和块结构网格，非结构网格虽然在几何适应性、适应性网格、并行计算三个方面有优势，但不适用于阻力计算。这方面我看了一些文献，发现这个问题似乎还没有定论，比如边界层内网格目前主流观点认为应该采用结构化网格，但文献中表明采用棱锥形非结构网格也可以达到足够的精度，关键的因素是网格的尺度必须满足y+的要求。

沈沉

的确是个难题，我也想过这个问题。

曾经看到过这类边界层与激波相互干扰问题的数值计算文献，主要是跨声速二维圆柱绕流等较简单算例。以现有计算能力算三维还是挺难的。

可压流大涡模拟又是另一个较难的问题，实现起来也不容易。
DNS计算量更大了，要想在实际航空上应用目前还很难。同求好方法。

[ 本帖最后由 沈沉 于 2012-6-16 12:49 编辑 ]

漫走者

原帖由 周华 于 2012-6-16 12:29 发表

                               
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还有关于结构网格和非结构网格的问题也值得探讨一下。现在多数人认为计算应该采用结构网格和块结构网格，非结构网格虽然在几何适应性、适应性网格、并行计算三个方面有优势，但不适用于阻力计算。这方面我看了一些文 ...

原帖有笔误：非结构网格在附面层内，不是棱锥，应是棱柱

周华

原帖由 漫走者 于 2012-7-14 15:06 发表

                               
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原帖有笔误：非结构网格在附面层内，不是棱锥，应是棱柱

没错，是棱柱。

fengzhixin

y+值要多少才能满足要求？

还有对于这种民机构型大展弦比低速时的失速迎角预测，计算的可信度有多高？
用结构化网格和非结构化网格计算，失速迎角基本一致，但比非增压风动试验要高4度左右。

周华

原帖由 fengzhixin 于 2012-7-19 20:56 发表

                               
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y+值要多少才能满足要求？

还有对于这种民机构型大展弦比低速时的失速迎角预测，计算的可信度有多高？
用结构化网格和非结构化网格计算，失速迎角基本一致，但比非增压风动试验要高4度左右。

y+值一般取为1.0。失速迎角计算确实是个问题，我觉得应该跟湍流问题有关，主要就是在计算中可能采用全湍流假设，所以边界层不容易分离，而风洞试验可能用转捩带强制转捩，因为还存在一定的层流区，所以失速迎角相应要小一些。