横流转捩模型研究进展

中国商飞北研中心开发了快速CFD分析工具CFAST进行层流基本流场计算,单工况的计算时间仅为200 s,然后耦合转捩预测模块进行转捩预测分析,大幅缩减了计算周期,从而实现跨声速民机典型后掠机翼三维边界层的快速转捩预测。转捩预测模块基于线性稳定性理论的双e^N方法,可以同时考虑横流驻波不稳定模态和Tollmien-Schlichting波不稳定模态对转捩的影响。
目前,公开的跨声速高雷诺数民机自然层流试验数据十分稀缺,本文以NASA公开的跨声速高雷诺数自然层流标模CRM-NLF为研究对象,研究了迎角、雷诺数和马赫数对转捩的影响。计算结果与试验结果以及基于RANS的转捩计算结果吻合很好,说明开发的快速转捩预测工具高效可靠,可以用于跨声速民机层流机翼设计和优化。