多段翼型高精度数值模拟技术研究

王运涛，孟德虹，邓小刚

（中国空气动力研究与发展中心 空气动力学国家重点实验室，四川 绵阳 621000）

0 引 言

随着计算机硬件技术和CFD技术本身的发展，采用基于雷诺平均NS方程（RANS）的数值模拟软件已经可以模拟真实飞行器的复杂外形及全机的复杂流场，包括二维高升力翼型和三维带增升装置的全机构型［1］。基于RANS方程预测巡航构型气动特性变化趋势和模拟全湍流附着流动的能力已经逐步得到飞行器设计工程师的认可，但高升力构型的数值模拟可信度水平依然很低。高升力构型的主要模拟难点在于：边界层转捩、激波／边界层干扰、粘性尾迹区干扰、尾迹与边界层掺混和分离流动等等。

为了提高CFD软件的数值模拟精度，研究高升力构型的流动机理，空气动力学的实验工作者和CFD工作者付出了巨大的努力［2－4］，高升力构型的数值模拟也是许多CFD可信度专题会议的主题。Rumsey等人［5］对多位国外研究者的工作进行了综述，但这些研究工作基本上全部采用二阶空间离散精度的差分格式。三阶以上空间离散精度的差分格式受到几何守恒率、对接边界的高精度处理等技术的影响，在复杂外形的应用上一直处于探索阶段，目前高精度格式的应用主要集中于简单构型的复杂流动机理研究，如气动噪声机理、超声速底部流动等。

邓小刚团队从20世纪90年代致力于高精度计算方法研究，先后构造了3至9阶的线性耗散紧致格式（Dissipative Compact Schemes，DCS）和一类高阶紧致非线性格……