陈立立，郭正

(国防科技大学航天科学与工程学院,长沙410073)



不同湍流模型在低雷诺数流动中的应用研究

陈立立，郭正†

(国防科技大学航天科学与工程学院,长沙410073)

以SD7032翼型为研究对象, 基于求解雷诺平均N-S方程的有限体积法,采用S-A、k-w、SSTk-w、realizablek-ε、transition SST和改进的γ-Reθ,t转捩模型等6种湍流模型, 对雷诺数为203 800时翼型流动进行了数值模拟，评估了不同湍流模型在低雷诺数流动中的升阻特性和收敛情况。结果表明：当不考虑流动转捩时，和其他湍流模型相比，SSTk-w湍流模型计算得到的升阻系数更接近实验值，能够较好地模拟低雷诺数流动。考虑转捩时，改进后的γ-Reθ,t转捩模型的稳定性和收敛性都有较大提升，在小攻角范围内计算结果和实验值吻合。

低雷诺数流动；SD7032翼型；湍流模型；γ-Reθ,t转捩模型

目前,低雷诺数流动是一个比较模糊的范畴，并没有明确的定义。文献[1]给出了低雷诺数翼型的雷诺数范围一般在104～105量级，文献[2]对雷诺数范围为2.5×105～5×105的翼型进行了优化设计，研究对比了低雷诺数翼型的流动特点和差异。刘沛清等通过数值方法研究了低雷诺数下的翼型层流分离泡[3]。低雷诺数有着独特的流动现象，这些现象在宏观上会影响飞机的气动力，因此，必须关注低雷诺数流动的特点。

目前, 工程上常采用雷诺平均方法(RANS)数值模拟低雷诺数流动，主要基于涡黏模型的湍流模型，比如一方程S-A模型、两方程的k-ε模型和k-ω模型等。然而，上述湍流模型是将流动进行了全湍流计算，并未考虑转捩对气动性能的影响，使得阻力计算值与实验值差别较大。……