解析壁面函数在二维激波边界层干扰中的应用

摘要

在壁面附近的粘性底层内,脉动速度而梯度很大,需要考虑粘性效应.低雷诺数模型通过添加粘性项和阻尼项来计算壁面粘性效应,且在壁面附近使用密网格(y+≈1)来分辨流场中存在的陡峭梯度.为了克服低雷诺数湍流模型收敛速度慢的缺点,本论文基于OpenFoam实现了一种解析壁面方法,并将其应用预测二维激波边界层干扰的数值研究中,通过和基于对数律的标准壁面函数和低雷诺数Lauder-Sharma k-ε模型的计算结果对比,总体而言,三种湍流策略都可以准确预测壁面压力,而标准壁面函数低估了激波边界层干扰中的分离,而解析壁面函数能够很好模拟流动分离,预测结果接近于低雷诺数模型,由于壁面函数使用粗网格,计算时间和高雷诺数模型相比可以减少一到两个数量级.