蔡晓伟
- 作品数：10 被引量：25H指数：4
- 供职机构：南京理工大学能源与动力工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金航天科技创新基金国防科技重点实验室基金更多>>
- 相关领域：理学航空宇航科学技术自然科学总论更多>>
- 无网格法耦合RNG k-ε湍流模型在亚、跨声速翼型黏性绕流中的数值模拟被引量：6
- 2015年
- 基于移动最小二乘无网格方法,耦合RNG(Re-Normalisation Group)k-ε湍流模型求解雷诺平均Navier-Stokes方程。采用AUSM(Advection Upstream Splitting Method)+-up迎风格式求解数值通量,应用在高度各向异性点云结构中取得良好结果的点云重构技术结合移动最小二乘法拟合空间导数,并用三阶SSP(Strong Stability Preserving)型Runge-Kutta显式时间推进格式求解离散后的控制方程。在此基础之上,实现了对NACA0012、RAE2822翼型亚、跨声速黏性绕流的数值模拟,给出了翼型表面压力系数分布曲线、不同位置处的平均速度剖面、马赫数等值线等计算结果,并与实验值及相关文献数值模拟结果进行比较,结果吻合较好。表明所发展的结合点云重构技术的无网格方法耦合RNGk-ε湍流模型能够成功模拟翼型亚、跨声速黏性绕流,验证了所提算法的有效性,并拓展了无网格方法求解湍流流动的途径。
- 王园丁谭俊杰蔡晓伟任登凤马新建
- 关键词：无网格法湍流移动最小二乘
- 基于网格/无网格的三维超音速流场数值模拟
- 2014年
- 该文针对绕三维复杂外形流动的数值模拟,提出了一套基于笛卡尔网格/无网格的混合算法。该算法采用计算效率高的笛卡尔网格覆盖全场,而在计算物体表面及周围邻近区域布置无网格离散点。通过对重叠区域的划分和信息传递,建立各计算区域之间的耦合关系,形成完整的计算系统。为验证混合算法数值模拟的适用性和准确性,该文对超音速圆球绕流进行了计算,将激波的位置、形状与理论分析结果进行了对比。并进一步采用该算法对Ma=2.5、0°~10°攻角下的B1AC2R标准导弹模型进行了计算,获得的气动力系数与实验值基本吻合,表明该文提出的方法可以进行实际工程应用。
- 蔡晓伟谭俊杰王园丁任登凤
- 关键词：超音速笛卡尔网格无网格法
- 基于最小二乘无网格方法的大涡模拟研究被引量：1
- 2013年
- 对基于最小二乘无网格方法的大涡模拟进行研究,采用Smagorinsky亚格子模型封闭滤波后的N-S控制方程.针对无网格方法的特点提出适合无网格方法的空间滤波尺度求解形式,用AUSM+格式求解数值通量,最小二乘法拟合空间导数,三阶龙格-库塔法进行时间迭代.在此基础之上对Re=22 000状态下的二维方柱绕流问题进行数值模拟与分析.讨论了初始条件对计算结果的影响,统计了斯特劳哈尔、平均升阻力系数、方柱后方中心线上的平均速度及其均方根值以及不同位置处的平均速度及其脉动值沿Y方向的分布,并将统计结果与实验值及其他数值模拟结果进行对比,结果符合较好.
- 王园丁谭俊杰蔡晓伟任登凤
- 关键词：大涡模拟无网格最小二乘方柱绕流湍流
- 三维非定常水下超空泡射弹大涡模拟研究被引量：1
- 2012年
- 基于N-S方程及PISO算法,考虑气液间相变,采用大涡模拟湍流模型和VOF方法,对绕三维水下超空泡射弹的非定常空泡流动进行了数值模拟.通过计算结果得到了超空泡的形成过程.计算了不同攻角条件下的超空泡形态,给出了射弹表面的空泡厚度分布曲线.计算了不同空化数条件下的超空泡无量纲长度和厚度,计算结果与实验数据吻合较好.计算结果表明:当空化器直径一定时,超空泡特征长度与特征直径随空化数的增加而减小;射弹航行攻角对超空泡形态影响较大,其显著地改变超空泡形态的轴对称性.
- 张木谭俊杰易文俊蔡晓伟
- 关键词：大涡模拟超空泡射弹非定常流
- 两种k-ω型湍流模型在无网格方法中的应用研究被引量：1
- 2014年
- 基于在高度各向异性点云结构中取得良好结果的点云重构技术,采用移动最小二乘无网格法解耦计算了k-ω型湍流模型方程和雷诺平均N-S方程(RANS),实现了对湍流流动的数值模拟。通过对NACA0012翼型、RAE2822翼型的绕流以及后向台阶大分离流动的数值模拟,比较分析了k-ωSST(Shear Stress Transport)和k-ωTNT(Turbulent/Non-Turbulent)两种模型的湍流预测能力。结果表明:对弱逆压梯度情况下的湍流,两者具有相当的预测能力;而k-ωSST较k-ωTNT具有更好的激波捕捉能力。对于大分离流动,两种模型较实验数据均存在一定差异,但总体趋势吻合良好。
- 蔡晓伟谭俊杰王园丁任登凤WANG Huasheng石清
- 关键词：移动最小二乘无网格法湍流模型
- 粘性流模拟中基于点云重构的最小二乘无网格法被引量：5
- 2013年
- 为改善最小二乘无网格法的粘性流模拟能力,该文提出了一种利用点云重构拟合空间导数的方法。对边界层内的高度各向异性的点云结构进行重构,形成适合最小二乘无网格法计算的近似各向同性的点云结构。在此基础上,采用拉格朗日方法对新点进行插值,AUSM+-UP格式计算点云中心点的数值通量,最小二乘法拟合空间导数,三阶SSP型Runge-Kutta法进行时间迭代。为验证基于点云重构的最小二乘无网格法的准确性和鲁棒性,分别对NACA0012翼型在不同来流条件下的绕流进行了数值模拟,并将计算结果与传统最小二乘无网格法结果进行了对比。结果表明:与传统最小二乘无网格法相比,基于点云重构的最小二乘无网格法获得的分离点位置、涡心位置和表面压力系数更接近于参考结果。
- 蔡晓伟谭俊杰张木张旺龙任登凤
- 关键词：粘性流拉格朗日插值
- 无网格法在三维复杂超音速流场模拟中的应用研究
- 2013年
- 对最小二乘无网格方法在含复杂外形三维超音速流场中的应用进行了研究。选用分解法求解采用最小二乘法得到的对称方程组,针对最小二乘无网格方法的计算特点生成近似正交均匀分布的离散点,对B1AC2R常规导弹超音速流场采用最小二乘无网格方法进行了无粘数值模拟,计算了B1AC2R常规导弹在不同攻角下的轴向力、法向力及俯仰力矩系数,并将数值结果与实验结果进行了比较。结果表明,最小二乘无网格方法在求解含复杂外形超音速流场时具有较高的准确度,将其应用于三维含复杂外形超音速流场的模拟是完全可行的。
- 马新建谭俊杰蔡晓伟
- 关键词：无网格法气动力系数
- 带尾翼水下自然超空泡射弹数值模拟研究被引量：8
- 2013年
- 基于Navier-Stokes方程,考虑气液间相变,采用大涡模拟湍流模型,PISO算法及VOF方法,利用自行开发的程序对绕三维带尾翼水下自然超空泡射弹的非定常空泡流动进行了数值模拟研究。通过计算结果得到超空泡从射弹头部初生至完全包裹弹身的形成过程。在此基础上,计算不同攻角条件下的超空泡形态,并给出射弹表面空泡厚度分布曲线,分析不同攻角对超空泡形态特性的影响规律,以及在零攻角条件下,分析尾翼对空泡形态的影响。另外计算不同空化数条件下的超空泡无量纲长度和厚度,将计算结果与实验数据进行对比,两者吻合较好。研究结果为进一步研究水下高速射弹的水动力特性和弹道特性问题提供理论基础。
- 张木易文俊谭俊杰陈志华蔡晓伟
- 关键词：LESVOF非定常流动
- 三维最小二乘无网格方法精度与误差分析被引量：4
- 2012年
- 为了得到最小二乘无网格方法在求解三维Euler方程时的计算精度及其应用于三维流场求解的准确性,通过数学方法对该无网格方法在正交等间距离散点分布情况下的计算精度进行了论证,给出了基于正交等间距和非正交均匀布点的4个三维验证算例。并将该文计算结果与其他网格方法得到的计算结果和理论结果进行了比较,两种方法得到的计算结果吻合较好,与理论结果的误差在合理范围以内。结果表明将最小二乘无网格方法应用于三维流场的求解是完全可行的。
- 马新建谭俊杰蔡晓伟周志超王芳
- 关键词：最小二乘法无网格方法超声速流场
- 绕水翼非定常云空化流动的大涡模拟被引量：2
- 2012年
- 该文基于N-S方程及压力隐式分裂算法,考虑气液间相变,采用大涡模拟湍流模型和流体体积法研究了绕NACA0015水翼非定常云空化流动特性。分析了包括初始涡、回射涡、空泡分离及空泡再生的周期性脱落过程,计算了斯德鲁哈尔数St、无量纲空泡长度和不同空化数下的水动力系数,计算结果与实验结果吻合。Kunz模型和Sauer模型对空泡形态的模拟结果表明,两种空化模型都能很好地模拟非定常云空化流动。
- 张木谭俊杰易文俊陈志华蔡晓伟
- 关键词：空化大涡模拟水翼非定常流动
