基于大涡模拟的离散格式改进方法及应用

应用大涡模拟(LES)进行计算流体力学(CFD)数值仿真时,高阶离散格式虽然能够提高数值精度,但更高网格分辨率的要求会大大提高计算量。对现有离散格式进行合理改进,建立更高效率和精度的离散格式,能够在降低网格要求的同时保证数值精度。本文基于Gauss linear和Upwind两种常用离散格式,混合建立一种改进离散格式。基于类车体Dshap算例试验结果,对比分析3种离散格式下大涡模拟的仿真结果表明,经过改进的离散格式具有更高的求解精度和收敛性。进一步应用经过改进的离散格式,采用大涡模拟分析不同离地间隙下类车体Dshap的外流场特性,结果表明:地面的存在能够提高模型的气动稳定性;合适的离地间隙能够使模型在保持较低气动阻力的同时降低气动升力。本文方法可以为大涡模拟车外流场提供重要参考,具有较强的工程实际意义。