尺度自适应模拟基本起落架部件干扰机理

客机起降对机场周边环境的噪声污染受到人们的广泛关注。除发动机外，起落架和增升装置是另两个重要噪声源。未来静音飞机用无缝下探式增升装置消除侧缘噪声，但不能取消起落架故无法根除其噪声。实际上，真实起落架外形异常复杂，部件繁多，发声机制尚存争议。拟研究有详细非定常实验数据的基本起落架RLG绕流,仅保留主要部件，探索分离、旋涡与主要部件的干扰机理，并研究可行的降噪方案。.脱体涡模拟DES兼顾计算精度和效率，广泛用于大范围分离流动预测；因其依赖于网格尺度，易出现非物理转换。RLG网格尺度不能满足DES需求，故需发展网格尺度无关的湍流预测方法。尺度自适应模拟SAS引入冯.卡门尺度，与网格尺度无关，近壁区表现为RANS而分离区表现为LES，相互间自适应转换，是预测RLG流动的理想选择。.用改进的SAS方法预测RLG复杂流动及部件干扰特性，获得详细的RLG近场数据，是起落架噪声预测和降噪设计的坚实基础。

本项目基本完成了研究计划规定的内容。构造了高精度STVD格式，耦合六阶中心和五阶WENO插值，并引入了适用于精细非定常数值模拟的自适应耗散。基于SST湍流模式，实现了SAS、IDDES等方法；利用各项同性湍流衰减、单圆柱算例对SAS方法进行了验证和参数标定。对串列双/三圆柱、简化起落架（Rudimentary Landing Gear，RLG）等低速大分离流动进行了精细数值模拟和深入分析，讨论了壁面声压级分布、表面压力脉动频谱、表面流动拓扑、空间非定常流场之间的相互关系，发现剪切层及涡的拍击是造成表面高声压级的原因。考察了SAS方法对RLG瞬时流动的预测能力，结果表明SAS方法可以捕捉到较多的空间小尺度结构，但在目前的算法实现中存在数值不稳定，毛刺较多，格式耗散无法降低，对湍流结构的捕捉能力要逊于IDDES方法。