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非结构网格粘性流动计算研究

气体流场的数值模拟(CFD)方法,由于具有高效、快捷以及费用低的特点,在飞机设计中正得到越来越多的重视与应用。如何模拟具有复杂外形飞行器的有粘、有旋、非线性的真实流场是当今CFD方法的发展方向。本文的主要工作是研究如何运用非结构网格对复杂流场进行Navier-Stokes方程计算。实现N-S方程计算的困难在于:1.网格生成。2.N-S方程数值解法。3.湍流模型。围绕以上几方面的问题,本文作了较为系统的研究,主要的研究工作有:1.提出一种非结构网格自适应的新策略。这种新的自适应方法不同于传统的自适应法如加点法、修改背景网格法。它在网格需要加密处,布置一些小的三角形单元,并以这些单元的边作为初始推进波阵面的一部分。在推进过程中,小单元附近自然生长出尺寸逐渐变大的单元。数值算例显示新的自适应方法是非常成功的。2.根据物理学中的弹簧原理,提出一种半非结构网格生成的新方法,即挤压法。它首先在流场内运用推进波阵面技术生成无粘非结构网格;然后  (本文共115页) 本文目录 | 阅读全文>>

《辽宁工学院学报》2005年03期
辽宁工学院学报

三维不可压非定常流动的数值计算

关于不可压流动的数值模拟计算有着非常重要的实际应用价值,在水动力学,低速空气动力学,强迫对流的传热交换器及冷却系统等工程实践中都有广泛的应用。对求解一个具体的工程问题,计算过程包括:(1)建立具体的物理数学模型,这是确保计算过程符合真实物理过程的基础;(2)生成描述流场的计算网格,网格的质量可以影响计算结果的精确度;(3)采用合适的数值方法,加速计算收敛过程并可以计算大规模的问题。有限体积法(FVM-FiniteVolumeMethod)已相当广泛地用作计算流体动力学的离散方法,它具有简单、灵活、物理意义明确,且大多采用守恒型离散格式,求解时不需要进行线性化,容易合理处理非线性作用较强的问题。多重网格法是目前计算流体力学中流行的加速收敛方法,在结构网格和非结构网格中都有广泛的应用。多重网格法的特点是,利用粗网格消除低频误差,在细网格上消除高频误差,通过反复交替消除不同频率范围的误差,从而加快计算收敛速度。其计算工作量与网格节点数...  (本文共4页) 阅读全文>>

《空气动力学学报》1990年10期
空气动力学学报

Jameson有限体积法对非结构网格推广的改进

0引言由于当前航空工业需要计算的绕流问题的物形愈来愈复杂,应用非结构网格有很大吸引力,但同时要求网格点数愈来愈多,计算机时愈来愈长。因此寻求一种计算简单,有一定工程精度,计算机时又节省的算法具有很大实际意义。当前用非结构网格和欧拉方程计算绕流问题的算法有两大类:一类采用格点格式,可以从Galerkin有限元法导出,它与格点有限体积法相当;另一类采用格心有限体积法,但目前都用逆风格式[1]。八十年代初期,以Jameson为首对结构网格用格心格式研制Euler方程程序FLO-57,由于其算法简单,又有一定工程精度,因此获得广泛的工业应用。但这一算法直到现在仍未在非结构网格中得到很好推广,特别对三维问题,还未见到实际应用。其主要问题之一在于耗散项的取法。在Jameson等最早的推广中[2],对提供二阶耗散的激波敏感器取与压强的Laplacian成比例。由于Laplace算子不能区分不同方向上的变化。因此对激波而言,施加在平行与垂直于激...  (本文共6页) 阅读全文>>

《计算物理》1940年40期
计算物理

用非结构网格与欧拉方程计算复杂区域的二维流动

用非结构网格与欧拉方程计算复杂区域的二维流动黄明恪(南京航空航天大学空气动力学系,210016)摘要提出用Delaunay三角化方法生成非结构网格的一种过程.所生成的网格可用于复杂多连通域内的可压流计算.采用Euler方程和格心有限体积法,研制出程序,给出了算例.关键词非结构网格,欧拉方程,有限体积法中图分类号O354—321引言用有限差分方法和贴体坐标网格计算有复杂边界或多连通区域中的流动问题时,有时不可能将整个流动区域变换为一个矩形区域,但可采用块结构网格方法,将区域划分为许多块,每一块可变换为矩形区域。区域中的网格点编号有规律,因而是结构型网格。这种算法可解决有很复杂流动边界的问题。但这类程序比较复杂,必须输入各块联系的拓朴关系,并有熟练专业人员的指导才能使用。另一种方法是将网格点随意地填充到流动区域中,网格点的编号随意,也即相邻两网格点的编号可以很靠近,也可相差很远。对二维情形,必须将这些无规则的离散点连成覆盖整个流场的...  (本文共5页) 阅读全文>>

《西北农林科技大学学报(自然科学版)》2017年11期
西北农林科技大学学报(自然科学版)

基于非结构网格的三维水流数值模拟研究

ume method黄河宁夏沙坡头河段位于宁夏回族自治区中卫市境内,包含沙坡头水利枢纽的库区,上游12.1km处为拟建大柳树水利枢纽的坝址,下游122km处为已建成的青铜峡水利枢纽。沙坡头水利枢纽是一个以灌溉、发电为主的大型综合性水利枢纽工程,对宁夏经济的发展乃至我国西部大开发战略的稳步实施,都发挥了非常重要的作用。加之近年来,建设大柳树水利枢纽的呼声逐渐升高,对该河段的水流运动、泥沙运移、水温和水质的研究显得尤为重要。近年来,基于非结构网格的模型和数值方法研究成果较多,赖锡军等[1]基于特征型高分辨率数值算法,建立了新型三维非结构网格浅水动力模型,并对封闭水池内部风生环流、干河床上溃坝过程和长江口实际潮流场进行了数值模拟。雷国东等[2]通过经典算例,验证了基于最小二乘重构和WENO限制器的非结构网格高精度有限体积法具有较高的分辨率。岳志远等[3]基于非结构三角网格建立了非恒定二维水流模型,采用HLLC近似黎曼算子求解界面通量,...  (本文共8页) 阅读全文>>

《计算物理》2013年03期
计算物理

自然对流换热的高精度非结构网格有限体积法

0引言自然对流换热是工程技术领域中广泛存在的一类物理现象,如动力电站封闭母线散热、绕核反应器空气腔的自然冷却、电子元件的散热等无不涉及到自然对流换热.这类问题的特点是封闭腔壁面对流换热与其内部孤立物体的对流换热耦合,相互影响,因而该问题的研究有一定难度.1978年,Kuehn与Goldstein[1]采用涡量-流函数法数值计算研究了水平环形域中的自然对流换热,给出了环腔内的温度与流线分布,并与Mach-Zehnder干涉仪的实验测定结果做了对比,二者吻合较好.国内陶文铨等人[2]采用涡量-流函数法对该问题进行探讨,在三维的流体流动中并不存在流函数,当遇到三维流体力学问题时,涡量-流函数法难以实施.20世纪后半叶,有限体积法(finite volume method)因其能保证物质的局部质量守恒原理、存贮空间小、稳定性强、便于推广到三维情形以及能适应复杂的求解区域等[3-5]优点,被广泛应用于流体流动和传热的研究.Touazi等[...  (本文共9页) 阅读全文>>