一类迎风紧致差分格式全离散特性分析

采用Ｆｏｕｒｉｅｒ分析方法，通过显式多步Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ时间离攻一维线性对流方程，导出了一类高精度迎风紧致格式全离散色散关系式，详细分析了不同ＣＦＬ数下所研究差分格式的耗散、色散及相应的相速度、群速度等特性。以数值实验显示了格式较高的计算精度和分辨率。     

Effects of Adiabatic Exponent on Richtmyer-Meshkov Instability

We present a systematical numerical study of the effects of adiabatic exponent γ on Richtmyer-Meshkov instability (RM1) driven by cylindrical shock waves, based on the γ model for the multi-component problems and numerical simulation with high-order and high-resolution method for compressible Euler equations. The results show that the RM1 of different γ across the interface exhibits different evolution features with the case of single γ. Moreover, the large γ can hold back the development of nonlinear structures, such as spikes and bubbles.     

Direct numerical simulation of compressible isotropic turbulence

Direct numerical simulation (DNS) of decaying compressible isotropic turbulence at turbulence Mach numbers of M_t = 0.2-0.7 and Taylor Reynolds numbers of 72 and 153 is performed by using the 7th order upwind-biased difference and 8th order center difference schemes. Results show that proper upwind-biased difference schemes can release the limit of“start-up” problem to Mach numbers. Compressibility effects on the statistics of turbulent flow as well as the mechanics of shocklets in compressible turbulence are also studied, and the conclusion is drawn that high Mach number leads to more dissipation. Scaling laws in compressible turbulence are also analyzed. Evidence is obtained that scaling laws and extended self similarity (ESS) hold in the compressible turbulent flow in spite of the presence of shocklets, and compressibility has little effect on scaling exponents.     

计算空气动力学中一个新的激波捕捉法——耗散比拟法

在空气动力学方程的求解时,改进在激波附近数值解的分辨率是一重要研究课题.通常,人们通过差分方程的微分近似来研究差分格式的特性.本文通过启示性的分析方法讨论了在激波附近数值解的行为,分析了在一些格式的数值解中产生振荡的原因.参照差分方程的第一微分近似,定义了耗散比拟系数,构造了耗散比拟方程,给出了克服数值振荡的新方法.耗散比拟法不单启示了在激波附近数值解中产生振荡的原因,还预示了克服的办法.文中给出了四种改造耗散类比系数的方法.与流行的高分辨率格式相比,新发展的方法简单、直观、计算量小和有较强的激波捕捉能力.     

第二届国际计算流体力学会议简介

第2届国际计算流体力学会议(The Second Interna-tional Conference on CFD)是由第8届国际计算流体力学研讨会和第17届国际计算流体力学方法会议于2000年合并而成。这是计算流体力学方面最重要的国际系列会议,每2年召开一次。本届会议于2002年7月15～19日在澳大利亚悉尼召开,由悉尼大学K.Srinivas教授主持,我国庄逢甘院士,傅德薰,邬华谟教授等为该会学术委员会委员。在这次会后的学术委员会上,增补了清华大学符松教授为委员。本次大会有260多人参加。他们来自日本(30多名),澳大利亚(30多名),美国(约22名),中国大陆(14名),德国(8名),英国(10名),加拿大,法国,意大利,印度等国家。中国台湾有7人参加。     

平面可压基频涡卷非线性演化行为数值研究

采用高精度迎风/对称紧致混合差分算法,对可压自由剪切层转捩区中的几种典型展向大尺度涡作用型态进行了直接数值模拟,通过施加给定来流条件下的线性最不稳定黏性基频扰动及其亚谐扰动,以被动守恒标量技术给出了基频涡卷的饱和、撕裂、融合以及三涡对并等细节结构。分析显示,亚谐振动相差是促生基频涡卷不同非线性演化过程的重要因素之一,可对扰动量的发展变化,以及剪切层厚度和混合效率产生直接影响,计算结果同实验流动显示图像十分相似,表明了主导线性扰动的非线性耦合效应与一些实际涡作用行为间的内联系。     

利用Ghost Fluid方法模拟激波与柱形界面相互作用

利用GhostFluid方法(后面简称Ghost方法)和γ-model方法,在同样的时空离散精度条件下,对激波与柱形界面相互作用的二维可压缩流场进行了直接模拟,并与实验结果相比较.从模拟结果看,在短时间内,Ghost方法和γ-model方法模拟的结果与实验结果基本相同,两种方法均正确地模拟出界面的位置、激波的强度和速度.但随着时间的发展,具有较大数值耗散的γ-model方法的计算结果与实验差别越来越大;而数值耗散较小的Ghost方法能较为正确地模拟界面的运动.     

可压涡卷空间演化的迎风紧致差分数值模拟

从数值算法的耗散和色散特征的时空全离散Fourier分析出发,通过直接求解二维非定常可压Navier Stokes方程,将发展的5阶迎风紧致差分格式用于无约束可压平面受迫剪切层中基频涡卷空间演化过程的数值模拟.采用被动守恒标量等方法显示了基频涡卷的饱和、一次对并、二次对并等现象,据此探讨了入口来流亚谐扰动引起的初值效应问题,表明可压大尺度涡结构空间演化形态与受迫扰动方式之间存在关联.