——秩益科技Dimaxer软件——

　　Sphere-Re3700圆球绕流

　　1.1 算例描述

　　亚临界雷诺数下的三维圆球绕流具有明显的非定常效应，具备薄层流边界层、流动分离、剪切层层流到湍流过渡、不稳定的回流区以及湍流尾迹等特点。只有对这些复杂流动特征做到精准仿真预测，才能拓展应用至复杂几何体，如车辆以及飞行器等，分析其气动特性。

　　雷诺数3700工况是亚临界状态下的典型工况，具有较多试验数据以及数组仿真结果，Dimaxer因此也选用该工况作为软件仿真准确度的标定与验证。本算例将对圆球表面压力分布、剪切力分布以及阻力系数结果做出分析。

　　算例工况配置信息如图1所示，采用Dimaxer可压求解器计算，给定马赫数0.2，通过温度和压力来调节密度，通过球径以及雷诺数进一步推算出粘度。

　　图1:工况配置表格

　　1.2 网格信息

　　计算域在尾流方向延展30D，其他方向各延伸8D。

　　网格为一致性网格，共计71万网格量，第一层网格高度对应Yplus约为1，对尾流区有加密处理。

　　图2:整体网格效果

　　图3:网格切片

　　图4:网格切片局部放大

　　1.3 求解计算

　　采用K3求解器，对应4阶精度，71万网格具有4500万自由度。采用两张英伟达4090显卡GPU计算200个流动周期(为获得统计结果)花费50小时时间。

　　图5:球表面瞬时压力与剪切力分布

　　阻力系数随时间变化曲线如图 7所示，最开始的震荡是由于流场从均匀初场开始发展导致，随着时间的推进，流场出现周期性波动，然后Cd趋于稳定。根据曲线取Cd平均值约为0.389，与参考值0.394误差为1.2%。

　　图6:Cd-Time变化曲线

　　流场发展视频：

　　2. 低雷诺数工况

　　对于低雷诺数工况，Re<210流场呈现稳定轴对称特征;210

　　DimaxerK1二阶求解可做到快速定性分析，K3四阶求解器可以对各流动区间特征可以做到准确预测，亦能计算出准确的阻力系数。

图7:低Re工况下Cd-Re曲线

图8-1:Re100流场结果	图8-2:Re250流场结果
图8-3:Re350流场结果	图8-4:Re500流场结果