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相似文献
 共查询到16条相似文献,搜索用时 148 毫秒
1.
随着计算流体力学的快速发展,设计精确、高效并且健壮的数值格式变得尤为重要.通过对3种流行的通量分裂方法(AUSM、Zha-Bilgen和Toro-Vázquez)的对流通量和压力通量进行特征分析,构造了一种简单、低耗散并且健壮的通量分裂格式(命名为R-ZB格式).采用Zha-Bilgen分裂方法将Euler方程的通量分裂成对流通量和压力通量,其中对流通量采用迎风方法来计算,压力通量采用低耗散的HLL格式来计算,从而克服了原始的HLL格式不能精确分辨接触间断的缺点.数值实验表明,该文给出的R-ZB格式不仅保留了原始Zha-Bilgen格式简单高效、能够精确分辨接触间断等优点,而且具有更好的健壮性,在计算二维问题时不会出现数值激波不稳定现象.  相似文献   

2.
基于对流迎风分裂思想构造的AUSM类格式具有简单、高效、分辨率高等优点,在计算流体力学中得到了广泛的应用.传统的AUSM类格式在计算界面数值通量时只考虑网格界面法向的波系,忽略了网格界面横向波系的影响.使用Liou-Steffen通量分裂方法将二维Euler方程的通量分裂成对流通量和压力通量,采用AUSM格式来分别计算对流数值通量和压力数值通量.通过求解考虑了横向波系影响的角点数值通量来构造一种真正二维的AUSM通量分裂格式.在计算一维算例时,该格式保留了精确捕捉激波和接触间断的优点.在计算二维算例时,该格式不仅具有更高的分辨率而且表现出更好的鲁棒性,可以消除强激波波后的不稳定现象.此外,在多维问题的数值模拟中,该格式大大地提高了稳定性CFL数,具有更高的计算效率.因此,它是一种精确、高效并且强鲁棒性的数值方法.  相似文献   

3.
高阶精度加权紧致非线性格式(WCNS)越来越广泛地应用于复杂流动数值模拟.WCNS可以与多种无粘通量分裂方法结合起来使用.但是,常见的通量分裂方法都是基于低阶格式发展起来的,目前还不清楚哪些通量分裂方法最适合WCNS,也不知道这些方法与高阶格式结合时将会产生什么效果.表面热流计算是高超声速流动数值模拟的难点之一,为了在热流计算时选择合适的通量,研究了多种通量分裂方法的耗散大小.每种通量都可以表示成中心部分与耗散部分之和.这些通量的中心部分相同且非常简单,但是耗散部分较为复杂,且不同的通量分裂方法可导致不同的耗散表达式.通过对通量耗散进行分析可以发现耗散大小与网格界面两侧的物理量跳跃近似线性正相关.数值计算表明高阶格式得到的网格界面左右两侧的物理量跳跃通常远比低阶格式小,因而带来的通量耗散小.通过3个典型算例考察了通量耗散对热流计算的影响,其中包括高超激波/边界层干扰算例.基于对van Leer通量、Steger-Warming通量、KFVS通量、Roe通量、AUSM类通量和HLL类通量的考察,给出了通量选择建议.  相似文献   

4.
高阶精度加权紧致非线性格式(WCNS)越来越广泛地应用于复杂流动数值模拟.WCNS可以与多种无粘通量分裂方法结合起来使用.但是,常见的通量分裂方法都是基于低阶格式发展起来的,目前还不清楚哪些通量分裂方法最适合WCNS,也不知道这些方法与高阶格式结合时将会产生什么效果.表面热流计算是高超声速流动数值模拟的难点之一,为了在热流计算时选择合适的通量,研究了多种通量分裂方法的耗散大小.每种通量都可以表示成中心部分与耗散部分之和.这些通量的中心部分相同且非常简单,但是耗散部分较为复杂,且不同的通量分裂方法可导致不同的耗散表达式.通过对通量耗散进行分析可以发现耗散大小与网格界面两侧的物理量跳跃近似线性正相关.数值计算表明高阶格式得到的网格界面左右两侧的物理量跳跃通常远比低阶格式小,因而带来的通量耗散小.通过3个典型算例考察了通量耗散对热流计算的影响,其中包括高超激波/边界层干扰算例.基于对van Leer通量、Steger-Warming通量、KFVS通量、Roe通量、AUSM类通量和HLL类通量的考察,给出了通量选择建议.  相似文献   

5.
一种治愈强激波数值不稳定性的混合方法   总被引:1,自引:1,他引:0  
HLLC(Harten-Lax-Leer-contact)格式是一种高分辨率格式,能够准确捕捉激波、接触间断和稀疏波.但是使用HLLC格式计算多维问题时,在强激波附近会出现激波不稳定现象.FORCE(first-order centred)格式在强激波附近表现出很好的稳定性,并且其数值耗散比HLL(Harten-Lax-Leer)格式小.分析了HLLC格式和FORCE格式在特定流动条件下的稳定性,构造了HLLC-FORCE混合格式并且进一步结合开关函数来消除HLLC格式的激波不稳定现象.数值试验表明新构造的混合格式不仅能够消除HLLC格式的激波不稳定现象,还最大程度地保留HLLC格式高分辨率的优点.  相似文献   

6.
多项式基函数法   总被引:1,自引:0,他引:1  
提出一种新型的数值计算方法--基函数法.此方法直接在非结构网格上离散微分算子,采用基函数展开逼近真实函数,构造出了导数的中心格式和迎风格式,取二阶多项式为基函数,并采用通量分裂法及中心格式和迎风格式相结合的技术以消除激波附近的非物理波动,构造出数值求解无粘可压缩流动二阶多项式的基函数格式,通过多个二维无粘超音速和跨音速可压缩流动典型算例的数值计算表明,该方法是一种高精度的、对激波具有高分辨率的无波动新型数值计算方法,与网格自适应技术相结合可得到十分满意的结果.  相似文献   

7.
低耗散的激波捕捉方法,包括流行的Roe格式,在计算多维强激波问题时会遭遇激波不稳定现象的困扰,这会严重影响格式对于高超声速流动问题的精确模拟.对Roe格式进行小扰动分析,结果表明:激波面纵向所有物理量的扰动均会衰减,而横向的密度扰动和剪切速度扰动不会衰减.在横向数值通量上增加与熵波和剪切波相对应的黏性来抑制Roe格式不稳定现象的发生.为了防止不合适的黏性影响格式对于接触间断和剪切层的分辨率,定义两个开关函数,使得黏性仅仅添加在激波层亚声速区的横向数值通量上.数值测试的结果表明:改进的Roe格式不仅保留了原始Roe格式高分辨率的优点,而且具有更好的鲁棒性,消除了激波不稳定现象.  相似文献   

8.
求解二维浅水波方程的旋转混合格式北大核心CSCD   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
针对二维浅水波方程数值求解问题,构造了一种旋转通量混合格式.空间方向上,该算法利用浅水波方程通量函数的旋转不变性,在单元界面法线方向及单元界面切线方向上采用可消除红斑现象的HLL与满足热力学第二定律的熵稳定加权混合数值通量函数,时间方向上采用三阶强稳定Runge-Kutta法.数值结果表明,该混合格式对于二维浅水波方程数值求解具有分辨率高的良好特性.  相似文献   

9.
多重网格技术是一种非常有效的数值计算方法,本文采用多重网格的FAS格式进行数值实验,计算加速效果十分明显,同时,结合矢通量分裂用有限体积法,大大提高了主激波的质量。  相似文献   

10.
为提高求解二维浅水波方程数值算法的分辨率,拟构造求解该方程的新算法:基于移动网格法,选用熵稳定数值通量函数,利用旋转不变性得到混合数值通量.该算法中,浅水波方程的数值求解和依据解的特性进行自适应疏密分布的网格计算过程交错进行.利用变分原理进行网格重构,新网格上的物理量采用二阶精度的守恒型插值公式计算,最终采用三阶强稳定Runge-Kutta法与满足热力学第二定律的熵稳定格式实现浅水波方程的数值求解.数值结果表明,新算法具有良好的间断捕捉能力,分辨率高.  相似文献   

11.
针对含源项的双曲守恒方程给出了一种新的有限体积格式.经典的有限体积格式不能正确地模拟对流通量项和外力之间的平衡所产生的动力学问题.为解决这个问题,仿照经典的HLL近似Riemann求解器设计思路设计了含源项的近似Riemann求解器.针对含重力源项的一维流体Euler方程和理想磁流体方程,通过对通量计算格式的修正得到了保平衡HLL格式(WB-HLL),并给出了保平衡的证明.针对一维Euler方程和理想磁流体给出了两个算例,比较了传统HLL格式和提出的WB-HLL格式的计算精度.计算结果表明,WB-HLL格式精度更高,收敛更快.  相似文献   

12.
求解二维Euler方程的旋转通量混合格式   总被引:2,自引:2,他引:0       下载免费PDF全文
为提高求解二维Euler方程数值结果的分辨率,提出了一种旋转通量混合格式.该算法采用旋转通量法的类一维处理思想,通量函数选用满足热力学第二定律的熵稳定数值通量和具有良好鲁棒性的HLL数值通量耦合的混合格式,时间方向采用三阶强稳定Runge-Kutta方法进行推进.该旋转通量混合格式具有结构简单、分辨率高的优点,数值结果表明了该算法的良好特性.  相似文献   

13.
Summary. We construct a new third-order semi-discrete genuinely multidimensional central scheme for systems of conservation laws and related convection-diffusion equations. This construction is based on a multidimensional extension of the idea, introduced in [17] – the use of more precise information about the local speeds of propagation, and integration over nonuniform control volumes, which contain Riemann fans. As in the one-dimensional case, the small numerical dissipation, which is independent of , allows us to pass to a limit as . This results in a particularly simple genuinely multidimensional semi-discrete scheme. The high resolution of the proposed scheme is ensured by the new two-dimensional piecewise quadratic non-oscillatory reconstruction. First, we introduce a less dissipative modification of the reconstruction, proposed in [29]. Then, we generalize it for the computation of the two-dimensional numerical fluxes. Our scheme enjoys the main advantage of the Godunov-type central schemes –simplicity, namely it does not employ Riemann solvers and characteristic decomposition. This makes it a universal method, which can be easily implemented to a wide variety of problems. In this paper, the developed scheme is applied to the Euler equations of gas dynamics, a convection-diffusion equation with strongly degenerate diffusion, the incompressible Euler and Navier-Stokes equations. These numerical experiments demonstrate the desired accuracy and high resolution of our scheme. Received February 7, 2000 / Published online December 19, 2000  相似文献   

14.
We present an approach and numerical results for a new formulation modeling immiscible compressible two-phase flow in heterogeneous porous media with discontinuous capillary pressures. The main feature of this model is the introduction of a new global pressure, and it is fully equivalent to the original equations. The resulting equations are written in a fractional flow formulation and lead to a coupled degenerate system which consists of a nonlinear parabolic (the global pressure) equation and a nonlinear diffusion–convection one (the saturation equation) with nonlinear transmission conditions at the interfaces that separate different media. The resulting system is discretized using a vertex-centred finite volume method combined with pressure and flux interface conditions for the treatment of heterogeneities. An implicit Euler approach is used for time discretization. A Godunov-type method is used to treat the convection terms, and the diffusion terms are discretized by piecewise linear conforming finite elements. We present numerical simulations for three one-dimensional benchmark tests to demonstrate the ability of the method to approximate solutions of water–gas equations efficiently and accurately in nuclear underground waste disposal situations.  相似文献   

15.
A Godunov-type finite volume scheme on unstructured grids is proposed to numerically solve the Savage-Hutter equations in curvilinear coordinate. We show the direct observation that the model isn't a Galilean invariant system. At the cell boundary, the modified Harten-Lax-van Leer (HLL) approximate Riemann solver is adopted to calculate the numerical flux. The modified HLL flux is not troubled by the lack of Galilean invariance of the model and it is helpful to handle discontinuities at free interface. Rigidly the system is not always a hyperbolic system due to the dependence of flux on the velocity gradient. Even so, our numerical results still show quite good agreements with reference solutions. The simulations for granular avalanche flows with shock waves indicate that the scheme is applicable.  相似文献   

16.
一维高精度离散GDQ方法   总被引:4,自引:0,他引:4  
郑华盛  赵宁  成娟 《计算数学》2004,26(3):293-302
GDQ method is a kind of high order accurate numerical methods developed several years ago, which have been successfully used to simulate the solution of smooth engineering problems such as structure mechanics and incompressible fluid dynamics. In this paper, extending the traditional GDQ method, we develop a new kind of discontinuous GDQ methods to solve compressible flow problems of which solutions may be discontinuous. In order to capture the local features of fluid flows, firstly, the computational domain is divided into many small pieces of subdomains. Then, in each small subdomain, the GDQ method is implementedand some kinds of numerical flux limitation conditions will be required to keep the correct flow direction. At the boundary interface between subdomains, we also use some kind of flux conditions according to the flow direction. The numerical method obtained by the above steps has the advantages of high order accuracy and easy to treat boundary conditions. It can simulate perfectly nonlinear waves such as shock, rarefaction wave and contact discontinuity. Finally, the numerical experiments on one dimensional Burgers equation and Euler equations are given.The numerical results verify the validation of the method.  相似文献   

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