[发明专利]一种GAO-YONG理性湍流模型的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及CFD计算技术领域，具体涉及一种GAO-YONG理性湍流模型的处理方法。

背景技术

在CFD计算中，经典的RANS类湍流模型无法在不做任何调整的情况下准确模拟不 同类型的流场情况。而GAO-YONG理性湍流模型是一种可以在不使用经验参数的情况下，计 算多种不同类型流场的湍流模型。其中GAO-YONG湍流模型的机械能方程是决定数值模拟的 准确性的关键方程。以往的方程处理方法中采用了上一轮迭代的计算结果，虽然起到了亚 松弛的效果，稳定计算，但是在某些情况数值耗散较大，导致计算结果与实际情况有一定偏 差，无法完全正确模拟流场的真实情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种GAO-YONG理性湍流模型的处理方法，以解决或至少减轻 技术背景中所存在的至少一处的问题。

本发明采用的技术方案是：提供一种GAO-YONG理性湍流模型的处理方法，所述 GAO-YONG理性湍流模型的机械能方程为

其中，

L是特征长度，运算符·表示取一阶内积，运算符表示矢量其中表示对某参数求x方向偏导数，表示对某参数求y方向偏导数，表示对某参数求z方向偏导数，是气流平均速度，是气流平均密度，是气流脉动速度，是气流脉动压力，I表示单位矩阵表示由气流粘性引起的脉动流雷诺应力项，表示由计算得到的涡粘性引起的脉动流雷诺应力项，表示由气流粘性引起的平均流雷诺应力项，表示由计算得到的涡粘性引起的平均流雷诺应力项；

所述求解过程包含以下步骤：

S1，对计算域进行网格划分；

S2，对边界条件进行设置；

S3，利用GAO-YONG理性湍流模型的机械能方程对划分好网格、设置完边界条件的 计算域进行CFD模拟。

本发明的有益效果在于：

通过采用新提出的对机械能方程的处理方法，可以降低方程求解过程中的耗散， 进而得到更准确的湍流长度的分布情况，更加准确地进行数值模拟。

附图说明

图1是本发明的GAO-YONG理性湍流模型的处理方法的流程图。

图2是采用本发明的GAO-YONG理性湍流模型的处理方法在一个周期内不同时刻湍 流情况下后台阶流模拟结果。

图3是采用的GAO-YONG理性湍流模型的处理方法进行的不同雷诺数下、相同几何 结构的后台阶流动数值模拟结果与实验后台阶再附长度对比图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中 的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类 似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明 一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用 于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人 员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下 面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所 示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装 置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护 范围的限制。

如图1至图3所示，GAO-YONG理性湍流模型在数值求解过程中需要求解其定义的机 械能方程，该方程用于求解湍流模型的长度尺度，决定了该模型数值模拟的准确性。以往的 求解方式中引入了上一轮迭代的计算结果，虽然形式类似于亚松弛效应，起到稳定计算的 作用，但是在某些情况下带来了较大的数值耗散，计算过程中可能发生湍流长度尺度趋近 于0的情况。

本发明提供了一种新的处理方法，方程求解中不引入上一轮迭代结果，减小数值 耗散，进而能够准确模拟流场。

提供一种GAO-YONG理性湍流模型的处理方法，所述GAO-YONG理性湍流模型的机械能方程为其中，