[发明专利]一种基于部分滤波的湍流计算方法

权利要求书

1.一种基于部分滤波的湍流计算方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：采用滤波方法对速度变量进行分解为可解尺度和亚滤波脉动尺度，建立滤波后可解尺度的N-S方程；

步骤二：以SSTk-ω模型为基础，建立亚滤波脉动尺度的改进SST-PANS模型，建立湍动能占比函数，对N-S方程湍流应力项进行封闭；具体为：

亚滤波脉动尺度的k_u和ω_u的定义如下：

完整的改进SST-PANS模型方程如下：

模型中参数意义和取值如下：

k为湍流动能，ε代表湍流动能耗散率，ω代表湍流动能耗散具体速率；

k_u为亚滤波尺度湍流动能，ε_u代表湍流动能耗散率，ω_u代表亚滤波尺度湍流动能耗散率；

湍动能占比函数：其中Λ＝k^3/2/ε代表湍流特征长度，截断尺度Δ＝(Δ_iΔ_jΔ_k)^1/3，湍流耗散率占比函数f_ε＝f_ω＝1；

层流粘性系数ν，湍流粘性系数其中平均应变率值应变率

湍流应力：

湍流涡粘生成项其中

交叉耗散项

混合参数

混合参数d_w表示与壁面的最近距离；

模型中常数参数：α＝5/9，β＝0.075，a₁＝0.31，β^*＝0.09，Kolmogorov常数C_k＝1.3，β_η≈0.0495，其中σ_k＝2.0，σ_ω＝2.0，σ_ω2＝1.168

步骤三：根据方形钝体流场的计算条件，划分计算网格；

步骤四：采用有限体积法，在步骤三的网格中心上建立步骤一和步骤二中的离散方程，对方程计算得到收敛的流场结果。