基于壁面模化大涡模拟的SUBOFF壁面脉动压力数值研究

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Re_L=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。