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作者：蓝林欣;韩盼盼;季梦;尤云祥;邱小平;马乔;吴凯健;
单位：上海交通大学海洋工程国家重点实验室;上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院;上海君昱信息科技有限公司;
摘要：空腔流动广泛存在于水下航行器中，如水下航行器的流水孔就属于典型的空腔流动。在空腔流中，存在剪切层K-H不稳定性和腔内回流耦合作用等复杂湍流现象，目前利用CFD来研究此类现象仍面临诸多困难。首先，由于空腔上游来流通常为完全湍流状态，因此湍流入流条件的准确设置是高置信度地解析空腔内湍流相干结构的关键之一。其次，空腔流中除了存在一阶振荡模态的频率成分外，还存在二阶振荡模态的频率成份，而后者迄今仍是CFD数值模拟的难点。有鉴于此，本文发展了一种基于零散度湍流入口模型（简称DFSEM）的空腔流壁面模化RANS/LES混合（简称WMHRL）方法，将其简称为DFSEM-WMHRL模型。通过对Re_τ=395下的槽道流的系列数值模拟研究，获得了能高置信度解析槽道流二阶统计量的湍动能解析度指标r_k及RANS/LES转换边界位置的组合条件。在此基础上，对Re_D=3360及L/D=2下的空腔流问题采用DFSEM-WMHRL模型进行了系列数值模拟研究。结果表明，该DFSEM-WMHRL模型不仅能够准确解析空腔流动的二阶统计量特征，还能准确获取空腔自持振荡引起的一阶和二阶精细频谱结构。
关键词：空腔流;;湍流入口;;相干结构;;自持振荡频谱;;壁面模化大涡模拟
