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基于动态变形网格的非定常粘性流动数值分析

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文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1引言

§1.2计算流体力学的发展、现状和前景[2]

§1.3非定常绕流数值模拟的现状和前景

§1.4本文工作重点

第二章定常流场网格生成技术

§2.1引言

§2.2代数方法生成初始网格

§2.3法向外推生成近壁区代数网格

§2.4椭圆型偏微分方程方法生成远壁区网格

第三章基于TFI的动态网格生成技术

§3.1多块网格中的变形网格法基本原理

§3.2微扰的无限插值方法[10]

第四章控制方程及求解

§4.1非定常流动控制方程

§4.2中心有限体积法空间离散

§4.3各向异性人工粘性格式

§4.4湍流模型

§4.5时间推进

§4.5.1定常流场求解的时间推进

§4.5.2非定常流场的时间推进

第五章边界条件

§5.1边界条件的处理

§5.2虚拟网格技术

第六章算例分析

§6.1定常流场算例分析

§6.2非定常流场算例分析

第七章结束语

§7.1本文工作总结

§7.2下一步工作设想

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

附图

附图

西北工业大学学位论文知识产权声明书和西北工业大学学位论文原创性声明

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摘要

飞行器的定常和非定常气动力的准确数值求解,特别是跨音速范围内的准确数值求解及研究,一直以来都是飞行器设计工作者必须面对的重要研究难题.本文主要对亚音速、跨音速和超音速定常和非定常粘性绕流的数值模拟进行深入的研究.利用代数生成法中的沿物面边界法向外推法和结合源项修正技术的偏微分方程生成法共同生成高质量的贴体正交粘性网格.对于定常和非定常绕流,本文均将Navier-Stokes方程在中心有限体积法离散格式下,利用以Runge-Kutter迭代法为内迭代的双时间推进法进行求解.所谓双时间推进指同时采用真实时间步和虚拟时间步,即在每个真实时间步上采用虚拟时间进行定常迭代,从而不但使时间迭代具有二阶精度,计算时间大大缩短,而且非定常与定常程序相差不大,使程序修改简洁、方便.湍流计算采用了Baldwin-Lonax代数紊流模型.运用当地时间步长和隐式残值光顺等加速技术,加速了收敛过程;用虚拟边界改进了边界域的处理,提高了效率.以NACA0012、RAE2822、NACA64A010翼型为例,进行亚音速、跨音速定常和非定常粘性绕流数值模拟,计算结果同实验结果进行比较,吻合良好,验证了本文方法及程序的正确性

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