非结构有限体积算法边界条件研究及其在分离涡模拟中的应用

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 非结构有限体积算法研究概述

1.2.1 梯度重构算法及限制器研究进展

1.2.2 边界条件处理研究进展

1.3 分离涡模拟研究进展

1.4 本文结构及主要工作

第二章 基本控制方程及非结构有限体积离散方法

2.1 积分形式控制方程

2.2 密度基求解器离散方法

2.2.1 对流通量离散

2.2.2 粘性通量离散

2.2.3 时间推进格式

2.3 压力基求解器离散方法

2.3.1 动量方程离散

2.3.2 Rhie-Chow插值

2.3.3 压力修正方程推导

2.3.4 SIMPLE算法

2.3.5 PRIME算法

2.3.6 PISO算法

第三章 非结构有限体积算法边界条件研究

3.1 特征虚拟单元方法在非结构网格上的推广

3.1.1 结构网格特征虚拟单元方法回顾

3.1.2 基于非结构单元中心型有限体积算法的推广

3.2 精度保持弱施加边界条件

3.3 简单虚拟单元边界条件

3.4 算例验证

3.4.1 无壁面流动

3.4.2 带壁面流动

3.5 粘性流动边界条件研究

3.5.1 边界面离散算法

3.5.2 边界条件处理

3.6 小结

第四章 (v2)- f 湍流模型及其在定常问题中的应用

4.1 湍流模型基本控制方程

4.1.1(v2)- f 湍流模型

4.1.2 一方程SA模型

4.2 湍流模型方程时间推进算法

4.2.1 隐式算子构造一般形式推导

4.2.2 对流项隐式算子构造

4.2.3 粘性项隐式算子构造

4.2.4 源项隐式算子构造

4.2.5 隐式LU-SGS时间推进

4.3 定常湍流问题验证与确认

4.3.1 湍流平板边界层

4.3.2 NACA0012翼型绕流

4.3.3 弯曲管道流动

4.3.4 翼型尾迹流动

4.3.5 周期山流动

4.4 本章小结

第五章 基于(v2)- f 湍流模型的延迟分离涡模型研究及其在壁湍流模拟中的应用

5.1 Jee-Shariff发展的基于(v2)- f 湍流模型的延迟分离涡模型

5.2 (v2)- f延迟分离涡模型改进

5.2.1 数值计算稳定性改进

5.2.2 模型常数标定

5.2.3 模型分辨率提高

5.3 改进(v2)- f 延迟分离涡模型在壁湍流中的应用

5.3.1 不同雷诺数下的平面槽道流动

5.3.2 曲面槽道流动

5.3.3 周期山流动

5.3.4 带肋槽道流动

5.4 小结

第六章 改进(v2)- f 分离涡模型在钝体绕流问题中的应用

6.1 圆柱绕流

6.1.1 算法及模型

6.1.2 计算域及网格

6.1.3 统计窗口设置

6.1.4 网格影响研究

6.1.5 流场分析

6.2 双方柱绕流

6.2.1 计算域及网格

6.2.2 算法及模型

6.2.3 结果分析

6.3 小结

第七章 本文工作总结及展望

7.1 本文主要工作及创新点

7.2 关于下一步工作的思考

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果

附录A 槽道流动速度场初始化及压力驱动源项计算

A.1 速度场初始化

A.2 压力驱动源项计算