第62章 湍流模型校準實驗

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    三人走了不久,進入一間房子。

    在房子中有一整排的機器,電腦、轉換機、ai虛擬屏和打印機。

    在機器的麵前,是一個鑲嵌於牆裏的圓形空洞,穿透整麵牆。

    在空洞裏放著一個小型的飛機模型,飛機的前麵有一個大風扇,空洞的四周鑲嵌著幾個感應器。

    林可夫指著飛機和感應器道“馬上大風扇會吹出來風,風經過飛機模型,會被四周的感應器感受到風的流速和壓強。”

    “所有的數據都會顯示在電腦上,同時ai虛擬屏上會模擬出一個小型的飛機模型,和風速、壓強等等一切運動的軌跡,還有升力的數據。”

    卓越疑惑的道“你們這不是研究盾構機的嗎?怎麽還研究起空氣動力學來了?”

    林可夫笑道“我們是研究盾構機,那是我們實驗室的主業務,但我們實驗室叫做流體動力與機電係統實驗室,當然會研究空氣動力學了。”

    卓越點了點頭,他還以為實驗室就掛著一個名字,原來是真的在研究空氣動力。

    “我來給你演示一番吧!”林可夫道“畢竟這些機器都很先進,我演示一番後你就會操作了。”

    “不用!”卓越阻止道“這些機器我以前用過,不用您演示了。”

    “好吧!”林可夫意興闌珊的道。

    他本著認真的原則,想指點一番卓越,看樣子是沒機會了。

    “那你就開始操作吧!”

    “行!”卓越點了點頭,坐到電腦前,打開電腦和其餘的機器。

    瞬間房間裏就嗡嗡起來,電腦亮起,轉換機運轉,ai虛擬屏上顯示出一個藍色虛擬的小型飛機模型,上麵顯示著升力為0

    很快,大風扇運轉,飛機模型在空洞中隨著風微微晃動。

    ai虛擬屏上的飛機模型出現一道道青色的風,吹過飛機的兩翼。

    同時在兩翼下顯示出風速和壓強,升力開始上升。

    卓越拿出自己的筆記本電腦,打開推算好的湍流模型方程,對照著電腦將上麵的數據輸入到房間中的電腦中。

    擴散項、產生項和耗散項。

    很快,風速和壓強調整,升力隨著風速和壓強轉變。

    電腦上顯示著無數數據,在計算公式下又轉變為其他數據。

    他心道“將n-s方程放入進去,那麽渦粘係數就是。”

    說著他將腦海中的公式輸入到電腦中。

    【μ?=pv???=pv?,?是下標t,其中,???=x  3/x3+c??3,x=v/v,v為層流粘性係數。】

    【定義s=√2Ω??Ω?????,+v/k2d2???

    其中,Ω??=1/2(?u?/?x?-?u?/?x?),???=1-x/1+x???,???=10,d是場點至物麵的距離。

    ……】

    “這是將s-a湍流模型方程對ns方程進行封閉。”

    林可夫和楊教授見卓越在快速的操作,林可夫道“老楊,他一時半會是不會結束的,我們出去喝點茶吧,最近剛好我得到一些好茶。”

    “嗯!”楊教授點了點頭。

    說完兩人就出去了。

    卓越並沒有注意到兩人出去,他全部心神都集中在實驗上。

    看著電腦上的數據,他認真思索,許久後心道“應該采用jason中心有限體積+人工粘性方法,對守恒形式的n-s控製方程進行空間離散。”

    “高reynolds數流動,邊界層厚度很薄,粘性影響主要集中在靠近物麵很近的區域中,且對於粘性計算所采用的物麵王哥為大展弦比網格,粘性作用主要集中在垂直於物麵方向上。”

    “所以,在計算粘性作用時要采用薄層假設,隻考慮了垂直於物麵方向上的粘性作用。”

    “另外,由於中心格式本身不具有耗散性,所以需要引入人工粘性想以有效抑製數值震蕩,加速收斂到定常狀態,得到光滑的壓力分布。”

    “所以,離散後的控製方程可以這樣寫。”

    【v?,?,?dw?,?,?/dt+?,?,?-?,?,?-d?,?,?=0】

    “jason的人工粘性是二階和四階差分的組合,即。”

    【d?,?,?=d??2?+d??2?+d??2?-d????-d????-d????)w?,?,?

    其中d??2?w?,?,?=??(λ?+?/?,?,?e?2??+?/?,?,?)△?w?,?,?

    d????w?,?,?=??(λ?+?/?,?,?e?2??+?/?,?,?)△???△?w?,?,?

    ……】

    卓越打開c型網格,網格點數為161x45。

    遠場取在12倍的弦長以外,從物麵向外的第一層網格厚度為20x10(-5)倍弦長。

    隻見屏幕上出現一張密密麻麻的網格,網格所有線條成半圓形,中間有一條平均線將它們分為兩半,中心還有一個如水滴一般的白色空隙。

    “最終得出,流場計算狀態。”

    很快,電腦上就顯示出經過公式計算的結果。

    【∞=075,α=319?,re=63x10?】

    他又是打開兩個壓強分布圖,並讓s-a模型與b-l模型的計算結果和實驗結果進行對比。

    隻見屏幕上出現五個不同的等壓線,線條上有許多點,顯示著每一個點的具體數據。

    “s-a模型對分離的模擬能力,應該選取較大迎角狀態。”

    【∞=0844,α=506?,re=117x10?】

    看著屏幕上的曲折線,他心道“從這可以看出,機翼上表麵翼根部的兩道激波在靠近翼梢部分逐漸匯合,所以,我推導出的湍流模型方程是對的。”

    “一次不行,最起碼再計算三次!”

    說完他又開始重複計算,連續計算了五次。

    許久之後,他心道“經過五次計算,我可以肯定方程是對的。”

    說完臉上露出興奮的笑容。

    邊界層方程、湍流模型方程、湍流摩擦係數公式、雷諾數、紊動機理和n-s方程都解決了。

    “萬事俱備,隻欠東風!”

    說完他開始收拾東西,向四周看去,“咦,他們出去了啊!”

    說完他將屋子裏的機器關閉,掃視一圈沒有任何遺漏後走出房間。

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