低雷诺数涡轮叶栅流场的数据同化方法

来源：动力工程学报杂志2026年第2期北京时间：

作者：沈斌, 彭昊, 陈榴, 戴韧,

摘要：低雷诺数涡轮叶栅流动的数值模拟结果与计算边界条件和湍流预测能力有关。应用集合卡尔曼滤波法,建立了基于少量实验测量数据与雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程计算流体力学(CFD)解的数据同化方法,并且在2种典型涡轮叶栅上验证了该方法。通过导向叶栅尾迹形态的测量值修正叶栅计算域入口的速度分布。同化后尾迹损失的平均相对误差减小了30%。在PakB叶型上,以叶片表面静压测量值同化剪切应力输运(SST)模型的8个预设常数。同化后叶片表面静压系数的平均相对误差减小了21%。基于实验测量的数据同化降低了CFD模拟中的不确定度,提升了RANS方程分析涡轮低雷诺数流动的可信度。

关键词：涡轮叶栅,低雷诺数,数据同化,集合卡尔曼滤波,湍流模型,