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相似文献
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1.
二维对流扩散方程的欧拉—拉格朗日分裂格式   总被引:2,自引:0,他引:2  
忻孝康  唐登海 《力学学报》1989,21(4):403-411
本文在[1]基础上发展了一种有效的处理大P_e(R_e)数、非定常二维对流扩散方程的欧拉-拉格朗日(E-L)分裂格式,由于方法本质上与区域形状无关,且不需再分网格,因此是一种无网格的E-L方法,特别对于定常流动,E.-L.分裂格式可以导致比一阶迎风格式更精确的单调、无振荡格式,文中对于常系数、变系数和非线性的二维非定常和定常对流扩散方程的(初)边值问题进行了数值计算,数值结果与精确解的比较表明,本方法具有很好的精度,解是单调无振荡的,比通常一阶迎风格式具有较少的数值扩散,最大计算网格P-e(R-e)数可达100—500。  相似文献   

2.
1.IntroductionInalotoffields,suchas'diffusion,seepageandheatconductionetc.,weoftenmeetproblemsofsolvingparabolicequations.Inthecaseofthree-dimension,themathematicalmodelissuchaninitialandboundaryvalueproblemasbelow:Thedifferenceschemesforsolvingtheproblemabove,whichhavehigh-orderaccuracyandcanbefiguredoutwithexplicitschemearesuchschemesasthoseinII]and[21.Theexplicitdifferenceschemeproposedinthispaperkeepsthehigh-orderaccuracy(it'hasthesameaccuracyasthosein[ifand[21),butitsexpressionismuchsimp…  相似文献   

3.
张涵信 《力学进展》1991,21(3):284-296
本文综述了反扩散格式的发展,指出利用混合反扩散方法,理论上既可导出Beam—Warming以及Jameson等发展的含参数的格式,又可导出不含参数的TVD格式.研究了含参数的混合反扩散格式和不含参数的反扩散格式,并介绍了格式的应用情况.   相似文献   

4.
利用多小波自适应格式求解流体力学方程   总被引:2,自引:0,他引:2  
孙阳  吴勃英  冯国泰 《力学学报》2008,40(6):744-751
高阶计算格式的高精度、高分辨率对提高复杂流场的计算水平有重要的意义,为了提高AUSMPW格式对流场计算中激波等间断的分辨率,减小数值振荡,在原有AUSMPW格式的基础之上,利用多小波对函数进行多尺度分解,并采取阈值的方法生成自适应网格,提出了一种新的基于多小波自适应算法的AUSMPW格式,理论上可以达到任意阶精度. 将所得的压强、密度与原格式、TVD格式及WENO格式的计算结果进行了比较分析. 结果表明改进后的AUSMPW格式较原格式具有更高的分辨率、更强的捕捉间断的能力及更低的数值耗散.   相似文献   

5.
对流扩散方程的迎风变换及相应有限差分方法   总被引:15,自引:0,他引:15  
陈国谦  高智 《力学学报》1991,23(4):418-425
本文提出所谓迎风变换,将对流扩散方程分解为对流迎风函数和扩散方程,并构造相应的有限差分格式。对流迎风函数以简明的指数解析形式反映对流扩散现象的迎风效应,原则上消除了源于不对称对流算子的困难,能够便利对流扩散方程的数值求解。有限差分格式具有二阶精度和无条件稳定性,算例表明其准确性、收敛速度及对边界层效应的适应能力均明显优于中心差分格式和迎风差分格式。  相似文献   

6.
非线性动力学方程的精细积分算法   总被引:10,自引:0,他引:10  
介绍用精细积分法求解动力学问题的原则和方法,通过实例证明用这种方法求非线性问题数值解的有效性.  相似文献   

7.
A new numerical integration scheme incorporating a predict-correct algorithm forsolving the nonlinear dynamic systems was proposed in this paper. A nonlinear dynamic systemgoverned by the equation v=F(v,t) was transformed into the form as v=Hv f(v,t). Thenonlinear part f(v,t) was then expanded by Taylor series and only the first-order term retained inthe polynomial. Utilizing the theory of linear differential equation and the precise time-integrationmethod, an exact solution for linearizing equation was obtained. In order to find the solution of theoriginal system, a third-order interpolation polynomial of v was used and an equivalent nonlinearordinary differential equation was regenerated. With a predicted solution as an initial value andan iteration scheme, a corrected result was achieved. Since the error caused by linearization couldbe eliminated in the correction process, the accuracy of calculation was improved greatly. Threeengineering scenarios were used to assess the accuracy and reliability of the proposed method andthe results were satisfactory.  相似文献   

8.
高智 《力学学报》2012,44(3):505-512
利用数值摄动算法, 通过扩散格式数值摄动重构把对流扩散方程的2阶中心差分格式(2-CDS)重构为高精度高分辨率格式, 解析分析和模型方程计算证实了新格式的高精度不振荡性质. 新格式是把物理黏性使流动光滑化的扩散运动规律引入2-CDS 中的结果. 该法显然与构建高级离散格式的常见方法不同. 证实: 数值摄动重构中引入扩散运动规律的结果格式与引入对流运动规律(下游不影响上游的规律)的结果格式一致, 说明对离散方程的数值摄动运算, 在维持原格式结构形式不动的条件下, 不仅能提高格式精度和稳健性, 且可揭示对流离散运动规律与扩散离散运动规律之间的内在关联;同时证实, 文中提出和使用的上、下游分裂方法是构建高精度不振荡离散格式的一个有效方法.  相似文献   

9.
提出了一种求解非定常不可压缩纳维-斯托克斯方程(N-S方程)的新型有限元法:基于投影法的特征线算子分裂有限元法.在每一个时间层上将N-S方程分裂成扩散项、对流项、压力修正项.对流项采用多步显式格式,且在每一个对流子时间步内采用更加精确的显式特征线-伽辽金法进行时间离散,空间离散采用标准伽辽金法.应用此算法对平面泊肃叶流、方腔流和圆柱绕流进行数值模拟,所得结果与基准解符合良好.尤其对于Re=10000的方腔流,给出了方腔中分离涡发展和运动的计算结果,并发现在该雷诺数下存在周期解,表明该算法能较好地模拟流体流动中的小尺度物理量以及流场中分离涡的运动.  相似文献   

10.
武文华  李锡夔 《力学学报》2007,39(4):473-478
提出了一个广义对流扩散方程的混合有限元方法,方程的基本变量及其空间梯度和流量在单 元内均作为独立变量分别插值. 基于胡海昌-Washizu三变量广义变分原理结合特征线法给 出了控制方程的单元弱形式. 混合元方法采用基于一点积分方案并结合可以滤掉虚假的 数值震荡的隐式特征线法. 数值结果证明了所提出的方法可以提供和四点积分同样的数 值计算结果,并能够提高计算效率.  相似文献   

11.
This paper develops a spatial marching method for high-speed flows based on a finite volume approach. The method employs the reduced Navier– Stokes equations and a pressure splitting in the streamwise direction based on the Vigneron strategy. For marching from an upstream station to one downstream the modified five-level Runge–Kutta integration scheme due to Jameson and Schmidt is used. In addition, for shock handling and for good convergence properties the method employs a matrix form of the artificial dissipation terms, which has been shown to improve the accuracy of predictions. To achieve a fast rate of convergence, a local time-stepping concept is used. The method retains the time derivative in the governing equations and the solution at every spatial station is obtained in an iterative manner. The developed method is validated against two test cases: (a) supersonic flow past a flat plate; and (b) hypersonic flow past a compression corner involving a strong viscous–inviscid interaction. The computed wall pressure and wall heat transfer coefficients exhibit good general agreement with previous computations by other investigators and with experiments.  相似文献   

12.
An iterative adaptive equation solver for solving the implicit Stokes equations simultaneously with tri-tree grid generation is developed. The tri-tree grid generator builds a hierarchical grid structure which is mapped to a finite element grid at each hierarchical level. For each hierarchical finite element grid the Stokes equations are solved. The approximate solution at each level is projected onto the next finer grid and used as a start vector for the iterative equation solver at the finer level. When the finest grid is reached, the equation solver is iterated until a tolerated solution is reached. In order to reduce the overall work, the element matrices are integrated analytically beforehand. The efficiency and behaviour of the present adaptive method are compared with those of the previously developed iterative equation solver which is preconditioned by incomplete LU factorization with coupled node fill-in. The efficiency of the incomplete coupled node fill-in preconditioner is shown to be largely dependent on the global node numbering. The preconditioner is therefore tested for the natural node ordering of the tri-tree grid generator and for different ways of sorting the nodes.  相似文献   

13.
详细地叙述了模拟三维高超声速电离空气化学非平衡粘性流全流场(前体和底部近尾迹)的数值方法,化学反应粘性流求解是基于带有化学源项的N-S方程的守恒形式,总的连续方程由组元守恒方程组所代替.对于高温电离空气流动,存在如下7个主要组元,它们依次为N_2,O_2,NO,NO ̄+,N,O和e ̄-.研究发展了求解完全耦合的,与时间相关的偏微分方程组的数值方法.利用一类新的迎风TVD激波捕捉有限差分格式求解守恒形式的控制方程组,对高超声速层流有攻角钝锥体绕流流场,在非催化壁条件下、对包括底部近尾迹在内的全流场各参数,如组元浓度,电子密度和温度,以及物面压力分布和热流率分布得出了计算结果.对化学反应气体和完全气体模型的计算结果进行了比较,计算的流场电子密度与飞行实验结果符合很好.  相似文献   

14.
详细地叙述了模拟三维高超声速电离空气化学非平衡粘性流全流场(前体和底部近尾迹)的数值方法,化学反应粘性流求解是基于带有化学源项的N-S方程的守恒形式,总的连续方程由组元守恒方程组所代替.对于高温电离空气流动,存在如下7个主要组元,它们依次为N_2,O_2,NO,NO ̄+,N,O和e ̄-.研究发展了求解完全耦合的,与时间相关的偏微分方程组的数值方法.利用一类新的迎风TVD激波捕捉有限差分格式求解守恒形式的控制方程组,对高超声速层流有攻角钝锥体绕流流场,在非催化壁条件下、对包括底部近尾迹在内的全流场各参数,如组元浓度,电子密度和温度,以及物面压力分布和热流率分布得出了计算结果.对化学反应气体和完全气体模型的计算结果进行了比较,计算的流场电子密度与飞行实验结果符合很好.  相似文献   

15.
求解二维Euler方程的时一空守恒格式   总被引:3,自引:0,他引:3  
张增产  沈孟育 《力学学报》1999,31(2):152-158
将作者原来得出的一维时-空守恒格式推广到了二维情形,得到了二维Euler方程的时.空守恒格式,并用几个典型算例进行了检验计算,结果表明:得到的二维时一空守恒格式保留了一维格式所有的优点,格式简单,通用性强,对微波等间断具有很高的分辨率.  相似文献   

16.
通过孔隙率方法来描述挡水物对过水能力的影响建立了一维孔隙率浅水方程. 采用有限体积方法和Roe格式的近似Riemann解建立了孔隙率浅水方程的离散模式. 对底坡和孔隙率源项采用特性方向分解的方法进行处理,使模型精确满足C(Conservative)特性,增加了模型的稳定性. 通过算例模拟证明了模型可以对河道中的挡水物作用进行模拟,且计算结果表明模型具有和谐、稳定、分辨率高等优点.   相似文献   

17.
《力学学报》2012,44(5)
针对Saurel和Abgrall提出的两速度两压力的七方程可压缩多相流模型,改进了其数值解法并应用于模拟可压缩多介质流动问题.在Saurel等的算子分裂法基础上,根据Abgrall的多相流系统应满足速度和压力的均匀性不随时间改变的思想,推导了与HLLC格式一致的非守恒项离散格式以及体积分数发展方程的迎风格式.进一步,通过改变分裂步顺序,构造了稳健的结合算子分裂的三阶TVD龙格一库塔方法.最后通过几个一维和二维高密度比高压力比气液两相流算例,显示了该方法在计算精度和稳健性上的改进效果.  相似文献   

18.
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   

19.
风暴潮的边界拟合坐标差分法计算   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文给出风暴潮的一个边界拟合坐标差分法计算的模式,算例表明,这一模式的计算结果相当好。此外我们对边界拟合坐标系的生成作了改进,使方法变得更加灵活了。  相似文献   

20.
Gas-kinetic schemes based on the BGK model are proposed as an alternative evolution model which can cure some of the limitations of current Riemann solvers. To analyse the schemes, simple advection equations are reconstructed and solved using the gas-kinetic BGK model. Results for gas-dynamic application are also presented. The final flux function derived in this model is a combination of a gas-kinetic Lax– Wendroff flux of viscous advection equations and kinetic flux vector splitting. These two basic schemes are coupled through a non-linear gas evolution process and it is found that this process always satisfies the entropy condition. Within the framework of the LED (local extremum diminishing) principle that local maxima should not increase and local minima should not decrease in interpolating physical quantities, several standard limiters are adopted to obtain initial interpolations so as to get higher-order BGK schemes. Comparisons for well-known test cases indicate that the gas-kinetic BGK scheme is a promising approach in the design of numerical schemes for hyperbolic conservation laws. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

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