吴 钦，王国玉，黄 彪

（北京理工大学 机械与车辆工程学院，北京 100081）

混合湍流模型的参数优化与分析

吴 钦，王国玉，黄 彪

（北京理工大学 机械与车辆工程学院，北京 100081）

在以全流场N-S方程为研究对象的空化流动数值计算中，湍流模型在很大程度上影响了对空化流动的精确预测。为了进一步完善针对非定常空化流动数值计算构建的基于密度分域的混合湍流模型（FBDCM），利用代理模型方法对FBDCM模型参数的整体敏感度进行了分析，评价了相关经验系数的扰动对空化流场及水动力特性预测精确度的影响，建议了针对非定常空化流动计算的模型参数的具体取值。结果表明，经验系数C2通过调节FBDCM中FBM模型和DCM模型的影响比重，成为对模型预测精度影响程度最大的因素；通过代理模型优化分析确定经验系数的混合湍流模型，能更好地调整流场内的湍流粘性，精确计算了反向射流区域大尺度涡团的流动，与实验结果更为接近。

混合湍流模型；代理模型；整体敏感度；参数优化

0 引 言

空化现象是关系到水下发射、航空航天及多个工业领域面临的核心关键技术问题[1-2]。近年来，基于N-S方程框架的计算方法，已经成为空化流动数值计算的主流。在以全流场N-S方程为研究对象的空化流动数值计算中，湍流模型在很大程度上影响了对空化流动的精确预测。国内外研究表明，常用的涡粘系数模型不能很好地模拟非定常空化流动[3-5]，为了解决标准RANS模型在处理多重湍流尺度决定的动力流动结构的缺陷，Wu[6]、时素果等[7]采用基于标准k-ε模型的滤波器湍流模型（FBM）、Zhou等[8]采用密度修正模型（DCM）求解空化流动，达到了较好的效果。……