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基于混合网格和多重网格上的N-S方程求解及应用研究

本文的主要目的是数值模拟绕复杂物体的粘性绕流。这一过程包含数值网格、解算器及加速收敛的措施,数值网格为混合粘性网格,即在物面附近采用结构化或半结构化的网格单元而其他区域采用非结构化的网格单元;解算器采用的是Jamson的有限体积法,它适合任意形状的网格单元;用聚合式的多重网格来加速解的收敛,对紊流的粘性绕流,还采用了各向异性的聚合式多重网格法。应用上述方法,进行了大量的数值实验,以检验所发展的方法的正确性及编制的程序的鲁棒性。混合网格是由在物面附近的结构化或半结构化的网格与其他区域的非结构网格组成。物面附近网格采用物面放大法和层推进法生成。外层非结构网格用阵面推进及Delaunay方法生成。把物面附近网格和其他区域的非结构网格进行对接就得到了计算N——S方程所需的混合网格。该混合网格优点之一是能很好地控制靠近物面附近的网格层数,同时能减少网格的数量(在相同网格结点时与全场均采用非结构网格相比),这就降低了对计算机资源的要求,同时  (本文共158页) 本文目录 | 阅读全文>>

《水动力学研究与进展(A辑)》1998年04期
水动力学研究与进展(A辑)

射流泵内不可压流动N-S耦合方程有限元分析

符号亲圆柱坐标径向、轴向坐标e刁:局部坐标t,r:时间,时间步长A:单元区域V,V,卢:轴向、径向时均速度和压力厂S:单元自然边界人:质量力Q;:射流泵工作流量Re:雷诺数Q。:射流泵吸上流量R:混合管半径,特征长度U。:射流速度N,,M,:八节点,四节点插值基函数Zt。:吸上水流流速。,一:运动粘性系数,涡粘性系数n:边界法向,时间步1前言射流泵是利用高速射流紊动扩散作用来传递动量和质量的流体输送机械和混合反应设备。它结构简单,无转动部件,广泛应用于水利、电力、化工、环保等国民经济领域。射流泵内部流动结构比较复杂,属于高雷诺数强剪切有限空间湍流射流,历来的研究主要基于物理实验方法。本文以原参数形式NS方程为基本方程,在耦合条件下,应用Galerkin有限元和Baldwin-Lomax二层代数湍流模型[’j‘’‘,对射流泵结构参数进行数值模拟,揭示射流泵内部流动规律,为射流泵结构参数优化设计和性能预测提供有效手段。2基本方程和求...  (本文共8页) 阅读全文>>

《飞行力学》2001年01期
飞行力学

基于N-S方程的地面效应模拟

地效飞船、飞机和导弹的超低空飞行 ,以及汽车的高速行驶使得空气动力学的地面效应问题一直倍受关注 [1~ 5]。飞行力学中 ,在分析飞行器起降性能时 ,地面效应也是必须考虑的因素之一。然而长期以来 ,人们一直采用传统的升力线、升力面理论 ,通过镜像法来考虑地面效应问题。近期发展起来的利用有限差分法和有限体积法求解 Euler方程和 N- S方程 [5]来模拟地面效应问题的方法 ,需要事先花费相当的时间生成正交贴体的网格。更重要的是由于网格数值粘性和湍流模型的影响 ,计算过程中尾涡的耗散速度过快 ,这使得它们难以准确模拟有地面存在条件下的尾涡发展情况。这里采用的离散涡方法是在 Chorin[6]提出的求解高雷诺数 N- S方程的涡团法的基础上改进而来的。它本质上是一种拉格朗日随体方法 ,不需要网格和湍流模型 ,也就没有因网格带来的数值粘性影响 ,因此非常适合用来计算非定常流动和分离流动 [7~ 9]。对于地面的模拟可以采用一系列涡强...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国电机工程学报》2000年06期
中国电机工程学报

大型旋转机械中汽封间隙流激振力的分析——非定常N-S解

1 引言汽封是在大型旋转机械中用来限制高压汽体泄漏的必要部件,一般采用迷宫式汽封,由沿流向分布的若干个环形齿和环形槽组成。为了提高机组运行效率,减少高压汽体泄漏,汽封齿尖间隙(转子与静子间)一般设计得很小,通常在0.125~0.25mm之间较为理想,而环形槽的几何尺寸相对于汽封齿尖基金项目:国家自然科学基金重大项目资助(19990510)和国家自然科学基金资助项目(59606004)。间隙来说是比较大的。通常在动叶顶部围带处、静叶根部、轴端都设有汽封以防气体泄漏。当转子涡动时,汽封内的密封汽流流场显然是振荡的,且由于在圆周方向汽封的间隙不同,导致转子表面的振荡压力分布有相当大的不平衡,对转子的动态特性有较大的影响。研究汽封的汽流激振问题,目前常用的方法有双控制体模型、分离控制体模型、全三维模型以及三维振荡流体力学方法[1~6]。由于这些方法都比较复杂且通常需要进行一定量的数值计算,给实际工程应用带来较大困难。在进行大型转子动态响...  (本文共4页) 阅读全文>>

西北工业大学
西北工业大学

二维N-S方程湍流模型研究及多重网格技术应用

本文的主要工作是将湍流模型应用于N-S方程,并就多重网格技术的加速收敛作用进行研究。这一工作包含数值网格的生成、解算器的编写及加速收敛措施的应用。数值网格为混合粘性网格,即在物面附近采用结构化的网格单元而其他区域采用非结构化的网格单元;解算器采用的是Jameson的有限体积法,加入了S-A、κ-ω、SST三种湍流模型;用聚合式的多重网格法来加速解的收敛,对湍流的粘性绕流还采用了各向异性的聚合式多重网格法。应用上述方法,进行了绕翼型流场数值模拟,以检验本文所发展的方法的正确性及所编制的程序的鲁棒性。本文主要进行了以下几个方面的工作:1.N-S方程组的数值求解方法研究。在混合网格基础上,采用Jameson的中心格式加人工耗散的有限体积法进行N-S方程组的求解。方程是以边为基础进行离散,该离散方法适用于任意外形的网格单元。时间推进格式采用显式Runge-Kutta格式,并采用当地时间步长、隐式残值光顺技术加速收敛。2.湍流模型的选取及...  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>

《计算机工程》2012年15期
计算机工程

一种基于程序理解的N-S图生成算法

1概述由于现代软件需求的增长,软件规模急剧膨胀,软件工程最受关注的问题为生产效率与产品质量。软件开发的大多数精力花费在维护旧系统上,而不在于开发新系统。软件系统维护促进了程序理解技术的发展,程序理解成为软件工程的重要研究内容[1]。程序理解是从程序源代码出发,自动实现程序分析,获得程序结构相关知识的技术,重构出软件结构、算法描述等信息[2 4]。程序理解结果可视化表示的研究,在可视化图元设计、可视化结构表示、层次化设计等方面,以有利于人的理解为目标,正确地表示程序理解的结果,这是程序理解结果的最终体现。程序理解的目标,即在不同的抽象层次建立程序基本的智力模型,包括从代码本身的模型到其基本应用领域的模型。本文在前期工作提出的程序理解信息提取基础上[5 6],提出一种N S图表示程序函数的算法,该算法可用来提高理解程序的效率和辅助生成计算机软件文档。2程序的控制结构与图元部件2.1程序控制结构基本图元N S图表示顺序结构,循环结构和...  (本文共4页) 阅读全文>>