● 摘要
压气机气动设计中CFD计算时间是影响整个设计周期的主要因素，同时由于湍流模型等处理方法的限制，当前的CFD程序在对压气机内部复杂流动细节的捕捉上还需要不断提高。本文改进了叶轮机专用的CFD程序DENTON原有的混合长度模型，在保持求解速度优势的前提下，使之能够提高边界层计算的准确性，以及改善对存在适度分离流动的模拟，并减少程序使用的经验性。 根据发展的壁面流动的特点，将流场中混合长度限制值的计算与边界层、分离区等流动的尺度相关联，代替原模型所采用的人为给定的方法。分别对NASA67转子、NASA37转子、Sajben扩压器和PVD直叶栅四个较为典型的算例进行数值模拟，分析改进模型后带来的影响。为了对前两个跨音转子算例进行较详细的比较，同时采用商用软件CFX求解和实验结果共同作为参考。 对比结果表明，原模型对于混合长度限制值的给定较为敏感，改进后的模型减少了对经验的依赖，能够进一步提高计算的可靠性，改善了原模型掺混损失预估偏大的缺陷，对于流场参数分布的计算和流动结构的捕捉更准确，得到与实验更吻合的结果，并且计算时间的增加很少，保持了DENTON程序求解速度快的优势。对于较复杂的流动，改进所获得的收益不大，同时也表明简单的混合长度模型处理这类情况仍存在困难。