无壁面距离Wray-Agarwal湍流模型的无网格实现与二维湍流流动模拟

《Fluids》：Meshless Simulation of Flows Past Airfoils with Wall-Distance-Free Turbulence Model

　　在本研究中，无壁面距离的单方程Wray–Agarwal（WA）湍流模型首次在无网格框架中实现，用于求解二维湍流流动。得益于无网格和无壁面距离的灵活性，计算域仅用点云进行离散化，空间导数通过加权最小二乘拟合近似。控制Navier–Stokes方程的对流和粘性通量分别采用Roe型迎风格式和中心格式计算。基于WA湍流模型的相应无网格实现，通过标准湍流平板流动进行了验证，以展示WA湍流模型与两方程SST模型相比具有竞争力的报告特征。对涡粘性的均方误差进行了仔细的数值检查，并与可用的两方程SST值进行了对比，同时对表面摩擦分布的均方误差也进行了同样的检查。结果表明，通过采用修正后的模型系数，这种竞争力可进一步增强，该系数新近以用户自定义参数的形式在给出的变化范围内进行构造。采用典型的修正模型系数，展示了无壁面距离WA模型的性能。该WA湍流模型与新固定系数的无网格实现被进一步应用于模拟绕气动体（如对称翼型和多段翼型）的湍流流动，所得结果与文献中可用的实验数据或其他数值解吻合良好。