全局方向模板对非结构有限体积梯度与高阶导数重构的影响

孔令发; 董义道; 刘伟

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模板选择方式对非结构有限体积方法的计算准确性会产生显著影响.在之前的工作中,基于局部方向模板存在的问题,我们探索了一种更加简单有效的全局方向模板选择方法,并将其应用于二阶精度非结构有限体积求解器. 基于该方法找到的模板单元均沿着壁面法向与流向,可有效捕捉流场变化,反映流动的各向异性,并且模板选择过程脱离了对网格拓扑的依赖,避免了局部方向模板选择方法中复杂的阵面推进与方向判断过程,克服了在大压缩比三角形网格上模板单元偏离壁面法向的现象,同时在二阶精度求解器上得到了较高的计算精度与计算准确性. 为了进一步验证全局方向模板在高阶精度非结构有限体积方法中应用的可行性,本文初步测试了该模板对变量梯度及高阶导数重构的影响.经检验,在不同类型的网格上,采用全局方向模板得到的变量梯度与高阶导数误差明显低于局部方向模板,同时也低于共点模板的计算误差.此外,在高斯积分点处由全局方向模板得到的变量点值与导数误差同样在三种模板中最低.因此该模板选择方法在非结构有限体积梯度与高阶导数重构方面具有较好的数值表现,具备在高阶精度非结构有限体积求解器中应用并推广的可行性.

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来源
《力学学报》 |2020年第5期|1334-1349|共16页
作者
孔令发; 董义道; 刘伟;
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作者单位

国防科技大学空天科学学院长沙 410073;

国防科技大学空天科学学院长沙 410073;

国防科技大学空天科学学院长沙 410073;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类计算空气动力学;
关键词
高阶精度非结构有限体积方法; k-exact重构算法; 模板选择方法; 全局方向; 局部方向;

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