三维平板振荡叶栅流场计算：加权无波动无自由参数耗散差分格式应用

"应用加权无波动无自由参数耗散差分格式求解平板振荡叶栅流场 (2006年)" 本文是2006年发表在《上海交通大学学报》上的一篇自然科学论文，由肖军、谷传纲、戴正元和王彤等人撰写。研究主要关注三维平板振荡叶栅的非定常流场计算，使用了一种先进的数值方法——加权无波动无自由参数耗散差分(WNND)格式。 在解决这类复杂流动问题时，研究人员引入了双时间方法。这种方法允许他们在虚拟时间步长上使用LU-SGS（下洗子网格尺度）隐式方法来推进计算，这有助于处理非线性和湍流效应。对流项的离散采用了空间三阶精度的WNND格式，这是一种在保持数值稳定性的同时减少数值振荡的有效工具。WNND格式因其在保持流动特征的同时抑制不必要波动的能力而被广泛应用于流体力学的数值模拟。 论文中采用了低雷诺数q-ω湍流模型，这是针对小雷诺数流动的一种简化模型，能够更好地捕捉边界层内的湍流特性。通过计算，研究人员得到了叶栅在不同叶高处的升力系数频谱、非定常压差系数以及叶尖处的熵等值线。升力系数频谱分析揭示了由振动产生的显著非线性扰动，这些扰动的频率高于基本的升力系数频率，揭示了振动对流场动态的影响。 此外，叶尖处的熵等值线图进一步证明了在大振幅振动条件下流场的强烈非定常性。这种非定常性对于理解叶栅的动力学行为至关重要，因为它们直接影响叶片性能和机械系统的稳定性。 总结来说，这篇论文展示了在解决振荡叶栅流场问题中，如何运用高级数值方法（如WNND格式和双时间方法）以及适当的湍流模型（q-ω模型），来捕捉非定常流动的复杂性质。这些发现对于提升风力发电、航空发动机和其他依赖旋转叶栅的工程系统的设计和优化具有重要意义。