M6机翼跨声速绕流非结构网格测试时间测试人员版本20130409.doc

M6 机翼跨声速绕流（非结构网格）测试时间测试人员版本赵钟V1.01. 算例概述考核非结构解算器对于三维基本外形的跨声速绕流的基本品质，主要对比物面压力分布情况、物面激波捕捉能力测试环境： Linux 集群平台（ 28 ），并行计算， 32 进程2. 计算条件单位长度马赫数（ Ma）攻角（°）侧滑角（°）壁温雷诺数（ Re）0.83951.172e73.06——参考长度（ m） 参考面积 (m 2)参考点110，0，03. 计算网格计算共采用了 3 套非结构网格进行计算：A、初始网格，三棱柱 / 各向异性四面体 / 各向同性四面体，节点总数为 728310 ，单元面总数为 5303903 ，单元总数为 2403058 ，第一层高度 5.0E-06 ，见图 1-A ；B、采用与上述网格 A 相同的物面网格，采用“聚合法”生成三棱柱/四面体混合网格，节点总数为 743336 ，单元面总数为 4760790 ，单元总数为 2048921 ，第一层高度 5.0E-06 ，见图 1-B ；C、在上述网格 B 的基础上，将机翼前缘网格沿流向和前缘翼稍处加密，并用“聚合法”生成三棱柱/四面体混合网格，节点总数为 848002 ，单元面总数为 5473552 ，单元总数为 2367698 ，第一层高度 5.0E-06 ，见图 1-C ；实际上，在计算过程中，由于网格 A、 B 的机翼前缘网格较稀疏，导致驻点处的压力预测不准， 使得物面压力峰值比实验值低。

在此基础上， 对前缘加密后生成网格 C A ）初始三棱柱 /各向异性四面体 /各向同性四面体混合网格（ B ）在网格 A 基础上聚合生成的混合网格（ B）前缘加密后的聚合混合网格图 1 M6 翼型计算网格4. 参数设置参 数值 备注visnameuns_scheme_nameuns_limiter_nameivencateps_vencatuns_vis_nameuns_gradient_namenentrfixalf_l ，alf_ntschemecfl_start，cfl_endcfl_nstep1eq-sa(Edward)、2eq-sstroevencat00.01testggcell40. 14（LUSGS）5–301000粘性类型无粘项离散格式限制器vencat 限制器类型：网格尺度无关型限制器参数粘性项离散格式梯度重构熵修正类型： Ustar 类型熵修正系数时间推进格式sweeps1LUSGS 扫描次数5. 测试结果5.1. 收敛历程图 2 残差（ NS+Turb ）收敛历程图 3 升力收敛历程图 2 是残差收敛历程图 3 是升力收敛历程，网格 A、B、C 的升力单调增加，然而，还没有找到参考值，趋势正误还无法判断。

5.2. 流场结果图 4 压力等值线 图 5 湍流粘性系数云图图 6 密度等值线上图是网格 C 的流程结果5.3. 物面压力分布以下仅以 z/b=0.9 和 0.95 两个截面的物面压力分布来考核梯度计算方式和湍流模型对计算结果的影响z/b =0.9 z/b =0.95图 7 梯度重构方式对比图 7 是两种梯度重构方式（原始型格林 -高斯、节点型格林 -高斯）对压力分布的影响，二者差别很小z/b =0.9 z/b =0.95图 8 湍流模型影响对比图 8 是 SA 和 SST 两种湍流模型对压力分布的影响对比， 可见，SA 要比 SST符合的更好z/b =0.9 z/b =0.95图 9 限制器影响对比图 9 是限制器系数（分别取 0.01 和 0.2 ）影响对比z/b =0.2 z/b =0.44z/b =0.65 z/b =0.8z/b =0.9 z/b=0.95图 10 典型位置的物面压力分布图 10 是典型位置的物面压力分布，可见：1）对于相同的物面网格来说，初始混合网格和聚合法生成的混合网格也存在差异，主要体现在激波附近；2）前缘加密后，对压力峰值有明显的改善，加密后峰值和实验值符合较好，其物理表现如 图 11 所示，网格加密后对驻点压力分布捕捉能精细；3）从 z/b=0.9 和 0.95 两个截面看：前缘网格加密前，上翼面激波后的压力分布预测不准，而加密后，计算值几乎穿越实验值，其物理表现见图 12 ，可见网格 C 的激波预测更好，从而物面压力分布预测更准。

图 11 前缘加密前后的压力分布对比网格A 网格B 网格C图 12 翼稍处的激波位置对比6. 程序存在问题在算例考核过程中，发现了在并行计算时， HyperFlow 中的 SetGhost 函数将邻接分区交界面的 visl && vist 覆盖掉；对于网格 A，采用 Ustar 计算时， LU-SGS 中 nsweep 可以取多步扫描，而在 HyperFlow 中用多步扫描时会发散，原因未明7. 参考文献[1] 张耀兵 . 运输机气动特性混合网格数值模拟研究 . 中国空气动力研究与发展中心博士学位论文 . 2010 年 4 月.[2] 张毅锋 . 高阶精度格式 (WCNS) 加速收敛和复杂流动数值模拟的应用研究 .中国空气动力研究与发展中心博士学位论文 . 2007 年 09 月.。