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速度空间自适应方法在Boltzmann模型方程统一算法中的应用研究

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离散速度坐标法通过引入一系列离散的分子速度点,将连续速度空间的Boltzmann模型方程转化成了可数值求解的带源项的双曲守恒型方程组.通过对气体分子离散速度分布函数进行积分取矩,可计算得到宏观流动量.在之前Boltzmann模型方程统一算法中,对整个流场区域采用统一的离散速度空间,会随着来流马赫数增加而扩大,对计算机存储资源和计算量提出了挑战.为减小离散速度分布函数的计算机存储资源消耗和提高计算效率,本文发展适于统一算法的离散速度空间自适应方法,将截断速度域和气体分子离散速度分布函数与流场中当地宏观流动速度和温度联系起来.不同流场区域,根据当地流动状态,选定与之适应的当地离散速度域和离散速度坐标点的布置,在保证积分取矩精度的前提下减少总的离散速度坐标点数目.采用固定对齐布置的等间距离散速度坐标点,避免在进行不同空间点上的离散速度分布函数值的信息传递时,由于离散速度坐标点布置不一致而需要进行插值处理,从而引入新的误差.数值验证结果表明,自适应离散速度空间的统一算法在全流域计算中具有良好性能,为后续研究高超声速绕流等有强扰动激波存在的流动问题,提供了高效且准确的工具.

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来源
《第十八届全国计算流体力学会议》|2018年|41-47|共7页
会议地点北京
作者
胡文强; 李志辉;
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作者单位

教育部华中师范大学;

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会议组织
正文语种
原文格式 PDF
中图分类跨音速流动;
关键词
跨流域流动; Boltzmann模型方程; 离散速度坐标法; 气体动理论统一算法; 自适应计算;

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