[发明专利]一种考虑结冰表面粗糙度的模拟方法及系统

摘要

本发明公开了一种考虑结冰表面粗糙度的模拟方法，包括计算等效砂粒粗糙高度以及粗糙度表面及附近网格划分和边界条件设置，对表面粗糙度进行无量纲化，改变对应空间点到粗糙表面的壁面距离和湍动能及其耗散率进行数值迭代至收敛，以此完成结冰表面粗糙度的气动特性值模拟。该方法结合两种结冰表面等效砂粒粗糙高度的经验计算方法，成功地解决了从真实粗糙高度到等效砂粒粗糙高度，或未知粗糙度需要评估结冰后粗糙效应等工程实际问题。从二维到三维，建立结冰表面粗糙度数值模拟方法，弥补了现阶段其他方法计算效率低，可信度差等缺陷。

主权项

1.一种结冰表面粗糙度的模拟方法，其特征在于，包括：步骤一、计算等效砂粒高度，将粗糙度表面以及阈值范围内距离的网格进行划分并设置边界条件，并将表面粗糙度进行无量纲化；所述将表面粗糙度进行无量纲化具体为：以粗糙边界的当地流体密度ρ、当地摩擦速度u_τ和当地运动粘性μ作为参考量，将粗糙边界中的等效砂粒粗糙高度无量纲化，计算得到粗糙雷诺数，其中步骤二、根据表面粗糙度及其与之范围内的流场，改变壁面距离d来计算湍动能及其耗散率；步骤三、计算当地摩擦速度；步骤四、固定进行数值迭代至收敛，完成结冰表面粗糙度的气动特性数值模拟。