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相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 234 毫秒
1.
对于含间断的计算气动声学问题,数值计算的格式不仅要求低耗散低色散的设计,对短波具有较高的分辨率,还要求能捕捉激波.中心紧致格式具有高精度,具有无耗散和低色散特征,但不能捕捉间断和激波;WENO格式处理间断较为成功,而耗散和色散误差相对较大.有限紧致格式可以将紧致格式与WENO格式相结合构造成混合格式,利用光滑因子之间的关系对激波区域进行自动判断,将传统的全域求解的紧致格式划分为有限的局部紧致求解,间断点上的激波捕捉铜梁自动作为局部紧致求解的边界通量,在在光滑区域具有紧致格式的高精度低耗散性质,在激波附近不产生非物理振荡.本文利用有限紧致格式思想,构造了新的适合于气动声学问题的优化有限紧致格式,将其应用于计算气动声学一维标准测试问题,对相关格式的模拟性能进行了评估,显示该格式在宽频声波传播和含有间断的声波传播模拟方面具有优势.  相似文献   

2.
李虎  罗勇  刘旭亮  武从海  韩帅斌  王益民 《力学学报》2022,54(10):2747-2759
在超声速流动中, 激波与湍流结构的相互作用会产生高强度的激波噪声. 激波噪声的高保真计算要求激波捕捉格式具有高阶精度、低耗散和低色散特性, 同时还要尽可能地减弱格式的非线性效应. 现有的六阶精度迎风/对称混合型加权非线性紧致格式CCSSR-HW-6在基于对称模板构造网格中心处的数值通量时引入了两级加权, 且两级加权都需要构造非线性的权系数, 因而非线性效应较强. 本文以修正波数的误差积分函数为优化目标函数, 优化了CCSSR-HW-6格式的非线性特性, 建立了加权优化紧致格式WOCS. 精度验证表明WOCS格式的精度高于5阶. 谱特性分析表明, 与原方法相比, WOCS格式的耗散误差和非线性效应显著降低. 典型激波噪声问题数值实验表明: WOCS格式不仅提高了对高频波的分辨能力, 而且显著地消除了数值解中因格式的非线性效应所导致的非物理振荡.   相似文献   

3.
李锋  周伟江  汪翼云 《力学学报》1995,27(4):477-481
用数值模拟方法研究了大钝头体外形(双子星座飞船)在超声速下俯仰振动的绕流特性,数值模拟的出发方程为三维全N-S方程,格式为二阶迎风TVD格式,研究结果给出了物体在俯仰振动过程中激波、分离结构和物面压力分布等非定常特征。  相似文献   

4.
强激波和强接触间断的数值模拟一直是计算流体力学里一个富有挑战性的课题,它们是很多实际流动的基础。三阶迎风紧致格式是一种具有较高分辨率的高精度方法,但是在计算激波时仍有数值振荡产生。本文根据数值解的群速度特性,在三阶迎风紧致格式的基础上提出了一种群速度控制格式,使得能够正确模拟含有强激波和强接触间断的复杂流动。在此基础上构造了求解包含大压力比和密度比的二维界面问题的数值方法。计算结果表明,方法对激波和接触间断的分辨效果是令人满意的。  相似文献   

5.
高精度格式WCNS-E-5的Fourier分析与应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
对高精度加权紧致非线性格式WCNS-E-5进行了理论分析和应用研究。首先采用Fourier方法分析了WCNS-E-5与WCNS-5及其它高阶格式(迎风偏置格式EUW-5与标准格式)的差分误差特性,研究了它们在分辨效率方面的特性和相位误差在多维方向上的各向异性特性。分析结果显示WCNS-E-5与WCNS-5在色散与耗散特性方面优于EUW-5,分辨效率也普遍高于EUW-5和格式,而且它们的相位速度在多维方向上传播所表现的各向异性特性与其它高阶格式一致。WCNS-E-5的高精度特性与WCNS-5的一致,但在计算过程中少了三对角矩阵求解因而它的效率更高,于是采用WCNS-E-5数值模拟了二维/三维复杂流场,算例包括单涡斜向运动、二维Rie-mann问题以及存在分离的大攻角钝锥流动问题。计算结果体现了WCNS-E-5具有很低的数值耗散误差,它对激波、膨胀波和接触面等间断具有很好的捕捉能力,得到的图像清晰光滑,准确再现了真实流动现象。  相似文献   

6.
超声速平板边界层斜波失稳转捩过程研究   总被引:6,自引:0,他引:6  
马汉东  潘宏禄  王强 《力学学报》2007,39(2):153-157
以5阶迎风和6阶对称紧致格式混合差分求解三维可压缩滤波Navier-Stokes方程,对Mach 数为4.5, Reynolds数为10000的空间发展平板边界层湍流进行了大涡模拟. 时间推进采用 紧致存储3阶Runge-Kutta方法,亚格子尺度模型为修正Smagorinsky涡黏性模型. 通过在 入口边界叠加一对线性最不稳定第一模态斜波扰动,数值模拟得到了平板层流边界层失稳转 捩直至湍流的演化过程. 对流场转捩过程中瞬时量及统计平均量的分析表明,数值模拟结果 与理论吻合,得到的Y型剪切层、交替\Lambda涡结构以及转捩后期的发卡涡结构的发展 变化与相关文献结果一致,湍流流谱定性合理.  相似文献   

7.
N-S方程在非结构网格下的求解   总被引:3,自引:1,他引:3  
在Roe的矢通量差分分裂的基础上,吸收了NND格式的优点,提出了一种非结构网格下求解Euler方程和N-S方程的高分辨率高精度迎风格式.这种格式具有捕捉强激波和滑移线的良好性能.在时间方向上采用了显式和隐式两种解法.文中还给出了自适应技术.最后,成功地完成了GAMM超音速前台阶绕流、二维平板无粘激波反射、三维Hobson叶栅流动、VKI叶栅流动、C3X叶栅流动的数值模拟,得到了满意的结果  相似文献   

8.
ANANALYTICALSOLUTIONOFSECOND-ORDERWAVEFORCEONAVERTICALCIRCULARCYLINDERZhouZhi-li(邹志利)(DalianUniversityofTechnology,Dalian)Dai...  相似文献   

9.
胡光初 《力学学报》1998,30(4):508-512
对“二阶迎风TVD数值格式在非平衡高超声速钝体绕流中的运用”一文的讨论胡光初(中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳621000)19961111收到.为了方便讨论,将我们于1994年3月在《力学学报》第2期上发表的“二阶迎风TVD数值格式在非平衡...  相似文献   

10.
从迎风紧致逼近^[1]出发,提出数值求解可压Navier-Stokes方程的一种高精度的数值方法。利用Steger-Warming的通量分裂技术^[2]将守恒型方程中的流通向量分裂成两部分,在此基础上据风向构造逼近于无粘项的三阶迎风紧致有限差分格式。对方程中的粘性部分采用通常的二阶差分逼近。所建立的差分格式被用来数值求解了三维粘性绕流问题。  相似文献   

11.
In this paper we construct an upwind compact finite difference scheme with group velocity control for better simulation of compressible flow fields. Compared with traditional difference schemes, compact schemes have higher accuracy for the same stencil width. By means of the characteristic analysis of the operators, the group velocity of wave packets will be controlled to suppress the non‐physical oscillations in numerical solutions. In numerical simulation of the 3D compressible flow fields the third‐order accurate upwind compact operator is used to approximate the derivatives in the convection terms of the compressible N–S equations, the traditional finite difference scheme is used to approximate the viscous terms. Numerical solutions indicate that the method is satisfactory. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

12.
利用高精度差分格式求解了可压缩 N-S方程球头热流问题。分析了不同差分格式在对球头粘性绕流热流计算中存在的问题 ,并分析了相应的网格雷诺数。在利用高精度迎风紧致 [1 ] 格式求解粘性绕流热流问题时 ,采用 Steger-Warming[2 ]的通量分裂技术将守恒型方程中的流通向量分裂成两部分 ,在此基础上据风向构造逼近于无粘项的高精度迎风格式。对方程中的粘性部分采用中心差分格式。数值结果表明 :高精度差分格式能在较大的网格雷诺数下较好地计算球头驻点热流  相似文献   

13.
An implicit spatial differencing technique with fourth-order accuracy has been developed based on the Pade compact scheme. A dispersion-relation-preserving concept has been incorporated into the numerical scheme. Two-dimensional Euler computation of a spatially developing free shear flow with and without external excitation has been performed to demonstrate the capability of the numerical scheme developed. Results are in good agreement with theory and experimental observation regarding the growth rate of the fluctuating velocity, the convective velocity and the vortex-pairing process. The far-field sound pressure generated by the computed shear flow solution using Lighthill's acoustic analogy shows a strong directivity with a zone of silence at the flow angle.  相似文献   

14.
不可压N-S方程高效算法及二维槽道湍流分析   总被引:6,自引:1,他引:5  
构造了基于非等距网格的迎风紧致格式,并将其与三阶精度的Adams半隐方法相结合,构造了求解不可压N-S方程高效算法。该算法利用基于交错网格的离散形式的压力Poisson方程求解压力项,解决了边界处的残余散度问题;同时还利用快速Fourier变换将方程的隐式部分解耦,离散后的代数方程组利用追赶法求解,大大减少了计算量。通过对二维槽道流动的数值模拟,证实了所构造的数值方法具有精度高,稳定性好,能抑制混淆误差等优点,同时具有很高的计算效率,是进行壁湍流直接数值模拟的有效方法。在数值模拟的基础上对二维槽道流动进行了分析,得到了Reynolds数从6000到15000的二维流动饱和态解(所谓“二维槽道湍流”);定性及定量结果均与他人的数值计算结果吻合十分理想。对流场进行了分析,指出了“二维湍流”与三维湍流统计特性的区别。  相似文献   

15.
In this paper, the flow/acoustics splitting method for predicting flow‐generated noise is further developed by introducing high‐order finite difference schemes. The splitting method consists of dividing the acoustic problem into a viscous incompressible flow part and an inviscid acoustic part. The incompressible flow equations are solved by a second‐order finite volume code EllipSys2D/3D. The acoustic field is obtained by solving a set of acoustic perturbation equations forced by flow quantities. The incompressible pressure and velocity form the input to the acoustic equations. The present work is an extension of our acoustics solver, with the introduction of high‐order schemes for spatial discretization and a Runge–Kutta scheme for time integration. To achieve low dissipation and dispersion errors, either Dispersion‐Relation‐Preserving (DRP) schemes or optimized compact finite difference schemes are used for the spatial discretizations. Applications and validations of the new acoustics solver are presented for benchmark aeroacoustic problems and for flow over an NACA 0012 airfoil. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

16.
Thedifferentialquadraturemethod(DQM)proposedbyR.Bellman[1,2]hasbeensuccessfullyemployedinnumericalcomputationsofproblemsinengineeringandphysicalscience.BecausetheinformationonallgridpointsisusedtofitthederivativesatgridpointsintheDQM,itisenoughtoobta…  相似文献   

17.
This study examines the effect of discretization schemes for the convection term in the constitutive equation on numerical solutions of viscoelastic fluid flows. For this purpose, a temporally evolving mixing layer, a two-dimensional vortex pair interacting with a wall, and a fully developed turbulent channel flow are selected as test cases, and eight different discretization schemes are considered. Among them, the first-order upwind difference scheme (UD) and artificial diffusion scheme (AD), which are commonly used in the literature, show most stable and smooth solutions even for highly extensional flows. However, the stress fields are smeared too much by these schemes and the corresponding flow fields are quite different from those obtained by higher-order upwind difference schemes. Among higher-order upwind difference schemes investigated in this study, a third-order compact upwind difference scheme (CUD3) with locally added AD shows stable and most accurate solutions for highly extensional flows even at relatively high Weissenberg numbers.  相似文献   

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