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龍圖騰網(wǎng)恭喜北京航空航天大學(xué)申請(qǐng)的專利一種基于湍流能譜耦合SA系列模型的網(wǎng)格自適應(yīng)湍流模擬方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN117763838B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-13發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202311789589.3，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/20；該發(fā)明授權(quán)一種基于湍流能譜耦合SA系列模型的網(wǎng)格自適應(yīng)湍流模擬方法是由柳陽(yáng)威;汪光宇;唐雨萌設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2023-12-25向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種基于湍流能譜耦合SA系列模型的網(wǎng)格自適應(yīng)湍流模擬方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基于湍流能譜耦合SA系列模型的網(wǎng)格自適應(yīng)湍流模擬方法，其實(shí)現(xiàn)的主要過程包括：步驟一，判斷是否應(yīng)用屏蔽函數(shù)；步驟二，識(shí)別當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)格尺度；步驟三，基于湍流能譜積分耦合SA系列模型構(gòu)造尺度相關(guān)的調(diào)節(jié)函數(shù)；步驟四，使用調(diào)節(jié)函數(shù)重構(gòu)SA系列模型的湍流粘性；步驟五，基于SA系列模型，使用重構(gòu)的湍流粘性進(jìn)行湍流模擬。本發(fā)明通過識(shí)別當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)格大小，確定當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)格長(zhǎng)度尺度Δ*，進(jìn)而通過湍流能譜積分構(gòu)造尺度相關(guān)函數(shù)對(duì)湍流粘性進(jìn)行重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格自適應(yīng)模擬；構(gòu)造了新的代數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式表征湍動(dòng)能及相應(yīng)湍流長(zhǎng)度尺度，克服了現(xiàn)有湍流混合模型對(duì)網(wǎng)格的經(jīng)驗(yàn)依賴度高的問題，有效提升計(jì)算準(zhǔn)確度，大幅減少計(jì)算耗費(fèi)，顯著加快湍流模擬進(jìn)程。

本發(fā)明授權(quán)一種基于湍流能譜耦合SA系列模型的網(wǎng)格自適應(yīng)湍流模擬方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于湍流能譜耦合SA系列模型的網(wǎng)格自適應(yīng)湍流模擬方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一，判斷是否應(yīng)用屏蔽函數(shù)；步驟二，識(shí)別當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)格尺度；步驟三，基于湍流能譜積分耦合SA系列模型構(gòu)造尺度相關(guān)的調(diào)節(jié)函數(shù)；步驟四，使用調(diào)節(jié)函數(shù)重構(gòu)SA系列模型的湍流粘性；步驟五，基于SA系列模型，使用重構(gòu)的湍流粘性進(jìn)行湍流模擬；步驟一所述判斷是否應(yīng)用屏蔽函數(shù)包括：結(jié)合所模擬的流動(dòng)狀態(tài)類型，判斷是否采用屏蔽函數(shù)FGAS，當(dāng)所述流動(dòng)狀態(tài)類型為自由剪切流動(dòng)，則不采用屏蔽函數(shù)，此時(shí)所述屏蔽函數(shù)FGAS＝0；當(dāng)所述流動(dòng)狀態(tài)類型為近壁流動(dòng)，則采用屏蔽函數(shù)，所述屏蔽函數(shù)FGAS可使用如：來(lái)源于DDES-SA模型中的Fd屏蔽函數(shù)，和來(lái)源于IDDES-SA模型中的FB屏蔽函數(shù)；步驟二所述識(shí)別當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)格尺度包括：結(jié)合步驟一中所述屏蔽函數(shù)FGAS，確定當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)格長(zhǎng)度尺度Δ*；所述當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)格長(zhǎng)度尺度Δ*由下式給出：Δ*＝CGAS[1-FGASΔvol+FGASΔmax]Δmax＝maxΔx,Δy,Δz 其中，Δx為當(dāng)?shù)亓骟w網(wǎng)格的長(zhǎng)，Δy為當(dāng)?shù)亓骟w網(wǎng)格的寬，Δz當(dāng)?shù)亓骟w網(wǎng)格的高，CGAS為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取0.016；步驟三所述基于湍流能譜積分耦合SA系列模型構(gòu)造尺度相關(guān)的調(diào)節(jié)函數(shù)包括：根據(jù)SA系列模型得到當(dāng)?shù)啬；耐牧髡承驭蛅和速度梯度張量Ui,j，由所述當(dāng)?shù)啬；耐牧髡承驭蛅和所述速度梯度張量Ui,j構(gòu)造新的代數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)模化的湍動(dòng)能km進(jìn)行表征，如下式所示： 根據(jù)步驟二中所述當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)格長(zhǎng)度尺度Δ*，基于湍流能譜通過積分得到實(shí)際應(yīng)模化的湍動(dòng)能ku；所述實(shí)際應(yīng)模化的湍動(dòng)能ku由下式得到： 其中，Ck為柯爾莫哥洛夫常系數(shù)，取1.5，ε為實(shí)際的湍流耗散率；κc為可解湍流截?cái)嗖〝?shù)，由步驟二中所述當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)格長(zhǎng)度尺度Δ*決定： 根據(jù)所述實(shí)際應(yīng)模化的湍動(dòng)能ku、所述模化的湍動(dòng)能km和步驟一中所述屏蔽函數(shù)FGAS，構(gòu)造動(dòng)態(tài)尺度相關(guān)的調(diào)節(jié)函數(shù)Df；定義尺度之比為所述實(shí)際應(yīng)模化的湍動(dòng)能ku和所述模化的湍動(dòng)能km的比值，所述動(dòng)態(tài)尺度相關(guān)的調(diào)節(jié)函數(shù)Df為所述尺度之比相關(guān)的函數(shù)，由下式得出： lGAS＝1-FGASlu+FGASlm 其中，lu為網(wǎng)格相關(guān)尺度，lm為湍流長(zhǎng)度尺度；所述湍流長(zhǎng)度尺度lm的表達(dá)式如下式所示： 其中，νt為SA系列模型原始湍流粘性，Ui,j為SA系列模型得到的速度梯度張量；a0為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取5.794；步驟四所述使用調(diào)節(jié)函數(shù)重構(gòu)SA系列模型的湍流粘性包括：采用步驟三所述動(dòng)態(tài)尺度相關(guān)的調(diào)節(jié)函數(shù)Df對(duì)SA系列模型中的湍流粘性νt進(jìn)行調(diào)控，得到重構(gòu)的湍流粘性νsfs，由下式得出：νsfs＝Df·νt步驟五所述基于SA系列模型，使用重構(gòu)的湍流粘性進(jìn)行湍流模擬包括：采用步驟四中所述重構(gòu)的湍流粘性νsfs，計(jì)算雷諾應(yīng)力，并更新質(zhì)量、動(dòng)量、能量輸運(yùn)方程，與SA系列模型結(jié)合得到所述基于湍流能譜耦合SA系列模型的網(wǎng)格自適應(yīng)湍流模擬方法。

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