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△ 瞬態計算物理模型 計算結果 本文模擬的工況點是航速10節，通過大渦模擬得到的潛艇阻力約為277 N，對應的實驗結果為283.3 N，相對誤差為2.2%，精度還是相當不錯的。 △ 潛艇阻力監測圖 下圖為潛艇航行過程的速度云圖。

例如，法國歐洲科學計算研究中心（CERFACS）在2009年開展了環形燃燒室大渦模擬，在2019開展了3級壓氣機的大渦模擬。 進入21世紀以來，為進一步提高發動機整機內流的認識，科學研究率先嘗試進行了發動機整機氣動熱力流場的仿真。

CFD 社區流傳著一個老笑話：“大渦模擬十年后才有用，就像 1977 年一樣。” 當然，這從來都不是完全正確的。十七年前，我在實習期間對軸對稱進氣口的一個小楔子進行了 LES 分析。它不是一個大網格，在我的 6 核工作站上運行模擬花了三周時間，但它讓我們深入了解了我們正在研究的流動，特別是瞬態渦流形成的方式和位置，以及它們如何影響性能。

大渦模擬（LES） 大渦模擬（LES）基本思想是對NS方程進行某種過濾，大渦結構受流場影響較大，小渦則可視為各向同性，因此通過濾波處理將小渦從流暢過濾，只計算大渦，而小渦則使用統一的次網格尺度模型進行模擬，過濾尺度一般為網格尺度。

對于部分載荷工況下的數值模擬結果顯示，兩條測量線上徑向和軸向速度分布遵循實驗結果的趨勢。在部分載荷工況下，由于旋轉渦帶的出現，軸向速度在尾水管中心呈現低速區域。實驗結果還表明，靠近轉輪的旋轉渦帶是軸對稱的。與實驗值相比，模擬的軸向速度偏低。

但根據試驗結果，當前工況下，螺旋槳已產生非常明顯的梢渦空泡，預報結果與試驗結果差別較明顯。 這說明環形加密區的網格尺寸雖可以有效模擬出螺旋槳的梢渦流動，但卻無法實現梢渦空泡流動的模擬。因此，需對螺旋槳梢渦處的網格進行再次加密。 網格二次加密 為盡量避免網格浪費，應選擇盡可能貼合梢渦形狀的幾何形狀進行網格加密。

<div contenteditable="false" width="100%"> 使用OpenFOAM的實用大渦仿真（LES）（英文，全套案例） </div><div contenteditable="false" width="100%"> 發布于2025年12 </div><div contenteditable="false" width="100%"> 英語 |

許多土木工程領域的學者首先指出，這應該是比較常見的大跨度橋梁的渦激振動，對橋梁的破壞并不劇烈。然而，許多自媒體引用了1940年塔科馬大橋的倒塌事件來說明渦激振動的嚴重性和破壞性。簡單搜索一下"渦激振動"、"卡門渦街"和"塔科馬大橋"，就會發現"卡門渦旋誘發了結構失穩，顫振是塔科馬大橋倒塌的原因"這一描述。當流體在障礙物周圍流動時，會發生周期性的渦脫落，這就產生了所謂的渦街。

圖3：帶格柵部分（左）和裸束區（右）網格 根據先前對單一燃料棒模擬的經驗，選擇大渦模擬（Large Eddy Simulation，LES）模型作為湍流模型。

由于水輪機體型大、結構復雜、具有許多運動部件及葉片，內部產生的流場十分復雜，因此目前通常使用計算流體力學CFD仿真的方法來研究水輪機的內部流情況。 本案例使用CFD仿真軟件，在Francis-99水輪機尾水管內以數值方式重建旋轉渦帶，并根據實驗結果驗證。

2、 求解器設置 3、 模型設置 3.1 湍流模型-大渦LES模型 在2D求解器中，LES模型是隱藏的，就是你打開湍流模型面板是找不到的。在文本窗口中輸入下面命名“(rpsetvar 'les-2d?' #t)”，鍵盤回車鍵。命令輸入要英文狀態，括號也要輸入，還有一點就是不能復制黏貼輸入，只能手動敲鍵盤輸入才有效，本人親測過了，Fluent版本是15.0。

對于遵循相同飛行路徑或近距離飛行的其他飛機來說，與尾渦相關的湍流可能是一個主要的安全問題。在較小的飛機靠近較重的飛機的路徑的情況下尤其如此，因為機翼產生的升力更大，產生的渦流強度更大。

近年來，以離散大渦模擬（DES）和大渦模擬（LES）的仿真方法在低雷諾數渦輪葉片、高壓比單級壓氣機流場分析和端區復雜流動分析和損失控制中也得到了應用，解決小尺寸葉輪機流場測量困難的問題，在一定程度上可以替代葉柵試驗，優化葉輪機設計，提高葉輪機全包線性能。

圖15 動渦盤損耗位置4 結論 （1）溫度載荷對動渦旋盤渦旋齒的變形及應力影響較大，其規律是沿齒中心向渦盤兩邊遞減，且對渦旋齒軸向變形影響較大。 （2）由于中心排氣腔壓力最大，在渦旋齒根部與底盤相連接的部分其應力就越明顯。應力數據可作為結構優化設計的數據參考，可結合材料與齒厚、齒高作為優化部分。

從表４看出，在０.０２ｍｍ與０.０３ｍｍ間隙下，動渦盤最大傾角的出現周期是隨機的，因為間隙越小，滾針軸承與偏心軸之間的碰撞頻率越大，最大傾角的不穩定性就越大，故動渦盤最大傾角的出現周期會呈現一定波動。

從表４看出，在０.０２ｍｍ與０.０３ｍｍ間隙下，動渦盤最大傾角的出現周期是隨機的，因為間隙越小，滾針軸承與偏心軸之間的碰撞頻率越大，最大傾角的不穩定性就越大，故動渦盤最大傾角的出現周期會呈現一定波動。