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1.
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
2.
采用流体体积分数的混合型多流体数值模型,将piecewise parabolic method (PPM)方法应用于可压缩多流体流动的数值模拟,拓展了以前提出的模型和数值方法,使它能够处理一般的Mie-Grüneisen状态方程。采用双波近似和两层迭代算法求解一般状态方程的Riemann问题;并根据多流体接触界面无振荡原则设计高精度计算格式,对典型的纯界面平移问题可以从理论上证明本算法在接触间断附近压力和速度没有振荡,而且数值模拟结果表明界面数值耗散也被控制在2~3个网格之内。模拟了多种复杂的可压缩多流体流动,算例结果表明本文方法可以有效地处理接触间断、激波等物理问题,且具有耗散小精度高的特点。  相似文献
3.
 间断分解法在计算气体动力学和计算水力学方面已经有了成功的应用,这个方法的核心是求解守恒型方程的Riemann问题,即进行初始间断的分解计算。本文将这种方法推广应用于一维应力波的计算,给出了计算的原理和算法,并得到较好结果。  相似文献
4.
近期发展的修正的虚拟介质方法(MGFM)已经成功应用于求解多介质流动问题.本文研究了近体水下爆炸中强激波对薄板冲击的演变及薄板的动力响应过程.为了真实地考虑不同介质在界面处的非线性相互作用,本文将MGFM推广应用于处理流体与弹性薄板的相互作用.研究发现尽管流体和薄板结构的模拟基于各自不同的求解方法,但是用修正的虚拟介质方法处理二者之间的耦合是十分方便和有效的.数值实验模拟了水下爆炸的过程,表明本文的方法是可行的.  相似文献
5.
A simple wave is defined as a flow in a region whose image is a curve in the phase space. It is well known that "the theory of simple waves is fundamental in building up the solutions of flow problems out of elementary flow patterns" see Courant and Friedrichs's chassical book "Supersonic Flow and Shock Waves". This paper mainly concerned with the geometric construction of simple waves for the 2D pseudo-steady compressible Euler system. Based on the geometric interpretation, the expansion or compression simple wave flow construction around a pseudo-stream line with a bend part are constructed. It is a building block that appears in the global solution to four contact discontinuities Riemann problems.  相似文献
6.
This paper deals with the effects of traffic bottlenecks using an extended Lighthill-Whitham-Richards (LWR) model. The solution structure is analytically indicated by the study of the Riemann problem characterized by a discontinuous flux. This leads to a typical solution describing a queue upstream of the bottleneck and its width and height, and informs the design of a δ-mapping algorithm. More significantly, it is found that the kinetic model is able to reproduce stop-and-go waves for a triangular fun-damental diagram. Some simulation examples, which are in agreement with the analytical solutions, are given to support these conclusions.  相似文献
7.
为了解决原来的ghost fluid方法在计算强激波和界面相互作用时界面附近出现的速度和压力振荡问题,对原来的ghost fluid方法进行了改进,通过在界面处构造Riemann问题并求出界面的压力和速度,ghost fluid流体的压力和速度分别用界面的压力和速度代替,ghost流体的密度通过熵常数外推得到。改进的ghost fluid保持了原来的ghost fluid的简单性,对一维强激波与气-气、气-液界面的相互作用问题以及射流问题进行了数值计算,得到了分辨率较高的计算结果。  相似文献
8.
在Collela和Skora提出的PPM格式基础之上,为消除舍入误差带来的影响,发展了一种改进的PPM格式.将改进的PPM格式结合Riemann近似解算子应用于求解Riemann问题.选取双膨胀波和Rayleigh-Taylor不稳定性问题作为算例进行了数值验证,并将改进的PPM格式与原始PPM格式的求解结果进行了对比分析.结果表明:改进的PPM格式相较于原始PPM格式的求解精度有了明显提升;计算结果更加合理,气泡发展曲线与解析解更为接近.  相似文献
9.
针对不可压缩可压缩水/气多介质问题,提出一种新的界面处理方法.在可压缩水/气界面处构造Riemann问题,在水中设音速趋于无穷大,求解Riemann问题得到不可压缩可压缩水/气界面处流体的准确流动状态;然后以此状态结合GFM(ghost fluid method)方法分别为2种流体定义界面边界条件,将两相流问题转化为单相流问题计算,通过求解level set方程来跟踪界面的位置.对各种不同的界面边界条件定义方法进行了比较,数值模拟结果表明算法能准确地捕捉各类间断的位置,证明了算法的有效性和稳健性.  相似文献
10.
编写了适用于模拟具有高密度比、高压力比的强激波问题的二维柱对称多介质流体计算程序.利用有限体积方法求解流体的Euler方程组,采用level set方法捕捉爆炸产物与空气的运动界面,并通过求解物质界面两侧Riemann问题的精确解来计算爆炸产物与空气之间的数值通量.研制了三角形网格自适应技术来实现网格的自动加密和粗化,在保证捕捉激波峰值的前提下有效地提高了计算效率.利用计算程序对1 kt TNT当量的空气自由场强爆炸问题进行数值模拟,计算得到的峰值超压、冲击波到达时间等物理参数与点爆炸理论结果基本一致.  相似文献
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