基于壁面模化大涡模拟的SUBOFF壁面脉动压力数值研究

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作   者：

范国庆;  何宜航;  赵伟文;  万德成; 

作者机构：

上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院、船海计算水动力学研究中心(CMHL); 

关键词：

壁面压力脉动;  SUBOFF;  壁面应力模型;  壁面模化大涡模拟;  波数-频率谱; 

期刊名称：

水动力学研究与进展A辑

i s s n：

1000-4874

年卷期：

2024 年 39 卷 001 期

页   码：

109-115

摘   要：

该文基于开源计算流体力学平台OpenFOAM,采用壁面模化大涡模拟中的非平衡壁面模型,对雷诺数ReL=1.2×107(L为艇长)下的SUBOFF艇体绕流问题开展了数值研究.通过Liutex涡识别方法,该文给出了艇体近壁流动的涡结构分布,提取了艇体表面的时均压力系数,与实验数据进行了对比,并在此基础上重点研究了壁面模化大涡模拟对壁面脉动压力的预测,给出了不同区域的壁面脉动压力频率谱、平行中体处流向和周向波数-频率谱.研究结果表明:壁面模化大涡模拟能够准确预测艇体表面时均压力分布;脉动压力预测方面,艇体首部转捩区的压力脉动更为剧烈,脉动压力谱级整体高于充分发展湍流区;从脉动压力流向波数-频率谱中可观察到湍流能量集中的迁移脊,很好地反映了湍流的时空关联特性.