(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211071586.1 (22)申请日 2022.09.02 (71)申请人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410073 湖南省长 沙市开福区德雅路 109号 (72)发明人 符翔　王圣业　蔡佳鸿　刘伟　 (74)专利代理 机构 长沙国科天河知识产权代理 有限公司 432 25 专利代理师 李杨 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于一般时间根方尺度的两方程涡黏湍流 模型的数值方法 (57)摘要 本申请涉及一种基于一般时间根方尺度的 两方程涡黏湍流模型的数值方法、 装置、 计算机 设备和存储介质。 所述方法包括： 基于现有的SS T 模型的ω尺度方程， 根据 一般时间根方尺度 和ω尺度的关系式， 得到湍流关于 尺度的 尺度方程； 将 尺度方程和预知的湍流基于SST 模型的k方程进行耦合， 得到 模型， 再将 模型与预知的RANS方程组耦合， 得到耦合 方程组， 在进行飞行器湍流流场数值模拟时， 构 建待模拟的飞行器流场的网格数据， 根据网格数 据对耦合方程组进行数值求解， 得到飞行器湍流 流场的数值模拟结果。 本发明在n为正整数时壁 面边界条件严格为0， 能够在采用高精度离散或 复杂结构/非结构网格时实现数值稳定 。 权利要求书3页 说明书13页 附图6页 CN 115438597 A 2022.12.06 CN 115438597 A 1.一种基于一般时间根方尺度的两方程涡黏湍流模型的数值方法， 其特征在于， 所述 方法包括： 获取湍流基于S ST模型的ω尺度方程； ω表示比耗散率尺度； 获取预先推导的 一般时间根方尺度和ω尺度的关系式， 根据所述关系式和所述ω尺 度方程得到湍流关于 尺度的方程； 其中， τ表示含能时间尺度， n表示 n次根方， 为 正整数； 获取湍流基于S ST模型的k方程； k表示湍动能； 将k方程与所述 尺度方程进行耦合， 得到基于一般时间根方尺度的两方程涡黏湍流 模型， 即 模型； 将预知的雷诺平均N avier‑Stokes方程组与基于一般时间根方尺度的两方程涡黏湍流 模型耦合， 得到耦合方程组； 构建待模拟的飞行器流场的网格数据， 根据 所述网格数据对所述耦合方程组进行数值 求解， 得到飞行器湍流 流场的数值模拟结果。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 获取湍流基于SST模型的ω尺度方程， 包 括： 获取湍流基于S ST模型的ω尺度方程 为： 其中， 为时间平均密度， ω为比耗散率尺度， t为时间， j做下标为坐标索引， 为Favre平均速度三分量， xj(j＝1,2,3)为三方向坐标分量， γ为比耗散率尺 度方程生成项系数， νt为运动涡黏系数， P为湍流生成， β 为比耗散率尺度方程耗散项系数， μ 为动力学黏性系数， σω为扩散项系数， μt为涡黏系数， F1为第一过渡函数， σω2为比耗散率尺 度方程交叉导数项系数， k 为湍动能。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述预 先推导的 一般时间根方尺度和ω 尺度的关系式为： 其中， n为 一般时间根方尺度和ω尺度的调节系数。 4.根据权利要求3所述的方 法， 其特征在于， 获取预先推导的 一般时间根方尺度和ω 尺度的关系式， 根据所述关系式和所述ω尺度方程得到湍流关于 尺度的方程， 包括： 获取预先推导的 一般时间根方尺度和ω尺度的关系式， 根据所述关系式和所述ω尺 度方程得到湍流关于 尺度方程 为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115438597 A 2其中， 表示 一般时间根方尺度， αω为一般时间根方尺度方程耗散项系数， βω 为一般时间根方尺度方程 生成项系数， σd为一般时间根方尺度方程交叉导数项系数。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 获取湍流基于S ST模型的k方程， 包括： 获取湍流基于S ST模型的k方程 为： 其中， σk为k方程耗散项系数， P为 生成项， Cμ为耗散系数。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 所述 生成项为： 其中， S为应 变量， δij为Kronecker算子 。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特 征在于， 所述涡黏系数为 μt： 其中， a1为涡黏系数公式修正系数， Ω为涡量， F2为 第二过渡函数。 8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 将k方程与所述 尺度方程进行耦合， 得 到基于一般时间根方尺度的两方程涡黏湍流模型， 包括： 将k方程的相关项修改与所述 尺度方程进行耦合， 得到基于一般时间根方尺度的两 方程涡黏湍流模型为： 9.根据权利要求8所述的方法， 其特征在于， 所述预知的雷诺平均Navier ‑Stokes方程权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115438597 A 3