旋转坐标系下旋转圆柱绕流的数值模拟.pdfVIP

王 雷：旋转坐标系下旋转圆柱绕流的数值模拟 旋转坐标系下旋转圆柱绕流的数值模拟 王 雷 (南京航空航天大学空气动力学系， 南京 210016) 摘【 要】 在处理某些特定的问题如旋转对称的非定常问题时，把控制方程由笛卡尔坐标系转换到旋转坐 标系会使问题简单化，即处理如旋转对称的流场模拟时，采用旋转坐标系可以把非定常的问题看作是定常问题来 处理，大大的节约了计算时间。本文通过旋转坐标系下雷诺平均Ⅳ一．S方程编写jameson中心格式，采用S—A湍 流模型，对旋转圆柱在一定来流速度情况下进行计算，为了观测不同时刻流动情况，采用双时间步长。通过与实 验结果对比，表明旋转坐标系下的控制方程确实能够计算此类特定的流场。 【关键词】 旋转坐标系；．s—A模型；圆柱扰流；双时间步长 【中图分类号】TU311．3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1001—6864(2014)02—0077—03 NUMERICAL S耵垤ULATION oF RoTATING CYLINDERSSTREAM ING IN RoTATD G CooRDINATES WANG Lei (DepartmentofAerodynamics，NaniingUniv．ofAeronauticsAstronautics，Nanjing210016，China) Abstract：ItwiUbesimplewhengoverningtheequationsfrom theCartesiancoordinatesystem into therotatingcoordinatesystem indealingwith certain issues，suchasrotationallysymmetricunsteady problems．Thattreatmentsuchasrotationalsymmetryofhteflow fieldsimulation，usingrotatingcoordi— natesystem willallow theflow fieldtobeviewedasasteady-stateproblem whichwillsavecomputing timegreatly．In therotatingcoordinatesystem ReynoldsaveragedN—Sequations，hteconvectivefluxes arecomputedusingjamesonscheme，forturbulentflowstheSpalart-Allmarasareavailabletosimulatehte rotatingcylinderinthecaseofcertainstream velocity．Inordertoobservehteflow atdifferenttimes，hte dualtime—steppingmethodologywastaken．Bycomparisonwiththeexperimentalresultsitisindicatethat therotatingcoordinatesystem ofequationsisindeedabletocalculatetheflow field． Key words：rotating coordinate system； spalart—allmaras model； cylindrical spoiler； dual time-stepping 对存在动边界的非定常流场问题进行数值计算 简化为旋转坐标系下定常的流动问题 。本文通过计 时，需用到动网格技术。随时间的变化调整相应的网 算旋转圆柱在一定来流的情况流场的模拟，为了观察 格去覆盖计算区域。常见的动网格技术有局部网格 不同时刻的流场情况，本文采用了双时间步长，通过 重构方法