【摘 要】
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湍流转捩是流体从层流稳定状态到湍流混沌状态的过渡，是自然界和工程应用中广泛存在的现象，是流体力学中的前沿问题。层流向湍流的转捩伴随着壁摩擦和热交换，对精细化捕捉流场特
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湍流转捩是流体从层流稳定状态到湍流混沌状态的过渡，是自然界和工程应用中广泛存在的现象，是流体力学中的前沿问题。层流向湍流的转捩伴随着壁摩擦和热交换，对精细化捕捉流场特征、准确预测气动数据至关重要。大分离流动是流体流动的常见现象，广泛存在于航空航天等领域。大分离流动会造成非定常涡脱落，引起非定常气动力、气动噪声和结构疲劳。准确预测转捩和大分离流动对提高飞行器、叶轮机等装置的性能和效率具有重要意义。 为了准确预测不同因素诱导的转捩、捕捉大分离流动特征，本文主要完成了以下工作: (1)采用模块化编程思想，搭建了基于块结构网格的，单元中心型有限体积法的，并行Navier-Stocks方程求解器架构。程序从前处理到迭代计算再到后处理完全并行化，其模块包括前处理、时间推进、空间重构、空间离散、湍流模型、加速手段等。 (2)对Menter和Langtry提出的湍流转捩模型进行修正。在保证不影响原始模型预测能力的前提下，采用湍动能输运方程添加源项的方式，进行自由湍流度衰减修正、弯曲和流线曲率修正;采用动量厚度雷诺数输运方程添加源项的方式，进行横流转捩修正。 (3)将修正后的转捩模型进行推广。分别利用延迟脱落涡模拟(DDES)和混合模型（Hybrid RANS/LES）的思想，在近壁面附近采用修正后的湍流转捩模型，在其他区域采用亚格子模型求解流场，推广得到基于转捩模型的混合模型。
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