追书网 > 网游竞技 > 学霸系科学家系统 > 第57章 湍流模型校准实验

  三人走了不久,进入一间房子。

  在房子中有一整排的机器,电脑、转换机、AI虚拟屏和打印机。

  在机器的面前,是一个镶嵌于墙里的圆形空洞,穿透整面墙。

  在空洞里放着一个小型的飞机模型,飞机的前面有一个大风扇,空洞的四周镶嵌着几个感应器。

  林可夫指着飞机和感应器道:“马上大风扇会吹出来风,风经过飞机模型,会被四周的感应器感受到风的流速和压强。”

  “所有的数据都会显示在电脑上,同时AI虚拟屏上会模拟出一个小型的飞机模型,和风速、压强等等一切运动的轨迹,还有升力的数据。”

  卓越疑惑的道:“你们这不是研究盾构机的吗?怎么还研究起空气动力学来了?”

  林可夫笑道:“我们是研究盾构机,那是我们实验室的主业务,但我们实验室叫做流体动力与机电系统实验室,当然会研究空气动力学了。”

  卓越点了点头,他还以为实验室就挂着一个名字,原来是真的在研究空气动力。

  “我来给你演示一番吧!”林可夫道:“毕竟这些机器都很先进,我演示一番后你就会操作了。”

  “不用!”卓越阻止道:“这些机器我以前用过,不用您演示了。”

  “好吧!”林可夫意兴阑珊的道。

  他本着认真的原则,想指点一番卓越,看样子是没机会了。

  “那你就开始操作吧!”

  “行!”卓越点了点头,坐到电脑前,打开电脑和其余的机器。

  瞬间房间里就嗡嗡起来,电脑亮起,转换机运转,AI虚拟屏上显示出一个蓝色虚拟的小型飞机模型,上面显示着升力为0.

  很快,大风扇运转,飞机模型在空洞中随着风微微晃动。

  AI虚拟屏上的飞机模型出现一道道青色的风,吹过飞机的两翼。

  同时在两翼下显示出风速和压强,升力开始上升。

  卓越拿出自己的笔记本电脑,打开推算好的湍流模型方程,对照着电脑将上面的数据输入到房间中的电脑中。

  扩散项、产生项和耗散项。

  很快,风速和压强调整,升力随着风速和压强转变。

  电脑上显示着无数数据,在计算公式下又转变为其他数据。

  他心道:“将N-S方程放入进去,那么涡粘系数就是。”

  说着他将脑海中的公式输入到电脑中。

  【μₜ=ρvƒᵥ₁=ρvₜ,ₜ是下标t,其中,ƒᵥ₁=x  ³/x³+Cᵥ₁³,x=v/v,v为层流粘性系数。】

  【定义:S=√2ΩᵢⱼΩᵢⱼƒᵥ₃,+v/k²d²ƒᵥ₂

  其中,Ωᵢⱼ=1/2(∂uᵢ/∂xⱼ-∂uⱼ/∂xᵢ),ƒᵥ₂=1-x/1+xƒᵥ₁,ƒᵥ₃=1.0,d是场点至物面的距离。

  ……】

  “这是将S-A湍流模型方程对NS方程进行封闭。”

  林可夫和杨教授见卓越在快速的操作,林可夫道:“老杨,他一时半会是不会结束的,我们出去喝点茶吧,最近刚好我得到一些好茶。”

  “嗯!”杨教授点了点头。

  说完两人就出去了。

  卓越并没有注意到两人出去,他全部心神都集中在实验上。

  看着电脑上的数据,他认真思索,许久后心道:“应该采用Jameson中心有限体积+人工粘性方法,对守恒形式的N-S控制方程进行空间离散。”

  “高Reynolds数流动,边界层厚度很薄,粘性影响主要集中在靠近物面很近的区域中,且对于粘性计算所采用的物面王哥为大展弦比网格,粘性作用主要集中在垂直于物面方向上。”

  “所以,在计算粘性作用时要采用薄层假设,只考虑了垂直于物面方向上的粘性作用。”

  “另外,由于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制数值震荡,加速收敛到定常状态,得到光滑的压力分布。”

  “所以,离散后的控制方程可以这样写。”

  【Vᵢ,ⱼ,ₖdWᵢ,ⱼ,ₖ/dt+Qᵢ,ⱼ,ₖ-Qᵢ,ⱼ,ₖ-Dᵢ,ⱼ,ₖ=0】

  “Jameson的人工粘性是二阶和四阶差分的组合,即。”

  【Dᵢ,ⱼ,ₖ=Dᵢ⁽²⁾+Dⱼ⁽²⁾+Dₖ⁽²⁾-Dᵢ⁽⁴⁾-Dⱼ⁽⁴⁾-Dₖ⁽⁴⁾)Wᵢ,ⱼ,ₖ

  其中Dᵢ⁽²⁾Wᵢ,ⱼ,ₖ=∇ᵢ(λᵢ+₁/₂,ⱼ,ₖ.ε⁽²⁾ᵢ+₁/₂,ⱼ,ₖ)△ᵢWᵢ,ⱼ,ₖ

  Dᵢ⁽⁴⁾Wᵢ,ⱼ,ₖ=∇ᵢ(λᵢ+₁/₂,ⱼ,ₖ.ε⁽²⁾ᵢ+₁/₂,ⱼ,ₖ)△ᵢ∇ᵢ△ᵢWᵢ,ⱼ,ₖ

  ……】

  卓越打开C型网格,网格点数为161X45。

  远场取在12倍的弦长以外,从物面向外的第一层网格厚度为2.0X10^(-5)倍弦长。

  只见屏幕上出现一张密密麻麻的网格,网格所有线条成半圆形,中间有一条平均线将它们分为两半,中心还有一个如水滴一般的白色空隙。

  “最终得出,流场计算状态。”

  很快,电脑上就显示出经过公式计算的结果。

  【M∞=0.75,α=3.19˚,Re=6.3X10⁶】

  他又是打开两个压强分布图,并让S-A模型与B-L模型的计算结果和实验结果进行对比。

  只见屏幕上出现五个不同的等压线,线条上有许多点,显示着每一个点的具体数据。

  “S-A模型对分离的模拟能力,应该选取较大迎角状态。”

  【M∞=0.844,α=5.06˚,Re=11.7X10⁶】

  看着屏幕上的曲折线,他心道:“从这可以看出,机翼上表面翼根部的两道激波在靠近翼梢部分逐渐汇合,所以,我推导出的湍流模型方程是对的。”

  “一次不行,最起码再计算三次!”

  说完他又开始重复计算,连续计算了五次。

  许久之后,他心道:“经过五次计算,我可以肯定方程是对的。”

  说完脸上露出兴奋的笑容。

  边界层方程、湍流模型方程、湍流摩擦系数公式、雷诺数、紊动机理和N-S方程都解决了。

  “万事俱备,只欠东风!”

  说完他开始收拾东西,向四周看去,“咦,他们出去了啊!”

  说完他将屋子里的机器关闭,扫视一圈没有任何遗漏后走出房间。

  

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