[發明專利]一種減弱湍流邊界層氣動光學效應的定常吹吸方法

有效

• 申請號: 202110061040.7
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112784360B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 孫喜萬;劉偉;楊小亮;李大力;孔令發
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/28
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 王文惠

1.一種減弱湍流邊界層氣動光學效應的定常吹吸方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：確定吹吸擾動函數形式

給定平板邊界層吹吸擾動時考慮流向位置、展向位置和時間效應，且能夠根據需要設定為定常或非定常形式，選取如下函數形式以實現吹吸擾動：

v_bs＝Au_∞f(x)g(z)h(t)

其中v_bs表示擾動速度，下標b和s分別是吹氣blowing和吸氣suction的首字母，A是所加擾動的幅值，u_∞是來流速度，f(x)、g(z)和h(t)分別是流向相位、展向相位和時間項；

基于吹吸擾動函數，對于單一的吹氣或者吸氣擾動，吹氣和吸氣速度分別是v_b和v_s，直接取絕對值確定：

v_b＝2|Au_∞f(x)g(z)h(t)|

v_s＝-2|Au_∞f(x)g(z)h(t)|

其中式前乘以2表示由于函數在取絕對值時會導致振幅減半，使得幅值保持在A；

步驟2：給定函數變量具體形式和參數

在步驟2中A是可調的，f(x)和g(z)按如下形式給定

f(x)＝4sin(θ)[1-cos(θ)]/(27)^1/2

θ＝2π(x-x_st)/(x_ed-x_st)

其中x和z是流向位置坐標；θ是流向相位函數的中間變量，x_st和x_ed表示吹吸擾動在流向的起止位置坐標；l是展向相位函數中標記擾動波數的序號，l_max＝10，Z_l是每個擾動波數所對應的貢獻占比，z_max是展向計算域的寬度，φ_l是屬于[0,1]的隨機數；對每個吹吸擾動點的f(x)函數，先根據當地流向位置x和吹吸擾動在流向的起止位置坐標x_st和x_ed計算θ相位值，后代入f(x)函數表達式計算這一子函數值；對每個吹吸擾動點的g(z)函數，先根據所給l_max計算各個Z_l值，后代入g(z)函數表達式計算這一子函數值；將f(x)和g(z)兩個函數值返回吹吸擾動主函數，即返回步驟1中v_bs表達式中，并根據給定的所加擾動的幅值A和來流速度u_∞計算所施加擾動速度v_bs；

步驟3：將吹吸擾動函數施加在層流段

將吹吸擾動函數施加于層流段的壁面法向速度v，即用v＝v_b或v_s替代原始壁面處v＝0，以對流動進行控制；將壁面速度作為一個邊界條件，在計算時每個時間步都進行一次更新，在計算中分析下游氣動光學效應。