申请/专利权人:中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
申请日:2024-01-19
公开(公告)日:2024-04-26
公开(公告)号:CN117574029B
主分类号:G06F17/13
分类号:G06F17/13;G06F17/18
优先权:
专利状态码:有效-授权
法律状态:2024.04.26#授权;2024.03.08#实质审查的生效;2024.02.20#公开
摘要:本发明涉及数据驱动的雷诺平均湍流场优化技术领域,尤其涉及高分辨率雷诺应力与雷诺平均Navier‑Stokes方程求解器的兼容方法,包括:S1:获取高速激波边界层干扰复杂分离流的高分辨率雷诺应力数据;S2:耦合SST湍流模型的RANS求解器获得低分辨率的时均场数据,S3:计算高分辨率雷诺应力各向异性张量,S4:利用最小二乘法反算每个网格单元的涡粘,S5:再通过加权计算更新湍流粘性,并约束其上、下界,S6:运行RANS求解器,更新速度场和平均应变率张量;S7:循环S3‑S6,直至RANS速度场和DNS速度场之间的均方误差收敛。实现了高分辨率雷诺应力数据和基于SST模型低分辨率RANS流场的相容性处理,确保优化过程中迭代计算的稳定性,实现力系数的再次收敛,提高了RANS流场的准确度。
主权项:1.高分辨率雷诺应力与雷诺平均Navier-Stokes方程求解器的兼容方法,其特征在于,包括:S1:获取高速激波边界层干扰复杂分离流的高分辨率雷诺应力数据;S2:将所述高分辨率雷诺应力数据耦合SST湍流模型的RANS求解器获得低分辨率的时均场数据,并将所述时均场数据设定为初始值,所述时均场数据包括第一涡粘和第一平均应变率张量,所述SST湍流模型的控制方程被配置为通过方程1和方程2计算得到SST涡粘,其中,方程1: ,方程2: ,SST涡粘: ,其中,表示偏导运算,表示密度,表示湍功能,表示时间,表示速度,表示张量形式空间坐标轴,下标表示空间维度索引,表示动量粘性,表示t时刻的运动粘性,表示Bradshaw常数,表示湍流动量粘性,表示动能生成项,表示比耗散率生成项,表示涡量大小,,,,均为因变量,由相应下标1和2的常数参数通过混合函数得到,、为常数参数,和为经验函数,表示比耗散率;S3:计算高分辨率雷诺应力各向异性张量并将数据读取至RANS求解器,所述高分辨率雷诺应力各向异性张量的计算方程被配置为:,其中,表示雷诺应力张量,表示雷诺应力各向异性张量,表示湍功能,表示Kronecker符号,下标和表示空间维度索引;S4:利用最小二乘法反算每个网格单元的涡粘,得到涡粘反算值,其中,采用公式反算每个网格单元的涡粘,表示第k步迭代的平均应变率张量,表示涡粘反算值;S5:将涡粘反算值与所述第一涡粘进行加权计算并约束其上、下界,得到约束后的第二涡粘;S6:将所述第二涡粘赋值到所述RANS求解器中,并进行质量方程、动量方程、能量方程的迭代,更新速度场和平均应变率张量;S7:循环S3-S6,直至RANS速度场和DNS速度场之间的均方误差收敛。
全文数据:
权利要求:
百度查询: 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 高分辨率雷诺应力与雷诺平均Navier-Stokes方程求解器的兼容方法
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