NS方程的各向异性笛卡尔网格法研究

将近年发展起来的用于Euler方程求解的具有局部均匀网格总体非结构特性的笛卡尔网格法推广到NS方程的求解。为了与流场的各向异性相适应、减少网格点数量,提出了一种各向异性网格加密法。另外还研究了分级笛卡尔网格对内点格式稳定性的影响和插值固体边界条件的稳定性。数值结果表明各向异性笛卡尔网格法相对于传统的各向同性网格方法能大量节省网格点数量而且与后者具有同样的精度。     

分布布喇格反射镜的反射特性

采用等效法布里珀罗(FP)腔方法对分布布喇格反射镜(DBR)的特性进行了研究,计算并讨论了上下两层DBR结构非对称模型反射率的变化.设计了DBR反射镜的反射谱中心波长为850nm的结构.随着DBR周期数的增加,腔反射率峰值逐渐增加.上下两层DBR反射镜的厚度由反射率和中心波长决定.实验表明,下DBR的周期数为30对左右,上DBR的周期数为20对左右,易实现激光输出.非对称的双层DBR的反射特性表明理论计算与实验结果基本一致.     

He-NO碰撞体系分波截面的理论计算

首先用Huxley势函数拟合在RCCSD(T)/aug-cc-pVTZ bf理论水平下计算的He-NO相互作用能数据,从而得到了He原子与NO分子相互作用各向异性势;然后用密耦近似方法计算了He-NO碰撞体系的总分波截面、弹性分波截面和非弹性分波截面,并总结了分波截面的变化规律.计算结果表明,拟合势较好地描述了He-NO系统相互作用的各向异性特征,利用碰撞体系分子间势的量子化学从头计算结果,可解决势能参数难以确定的问题,对进一步研究原子与分子碰撞机理有一定参考价值.     

矩形网程序用于具有球流的高温气冷球床堆计算的方法

介绍了高温气冷球床堆中燃料球在曲线流道中流动的情况和一种用矩形网程序来计算具有曲线网问题的方法.该方法已用于HTR-10MW实验堆的物理计算中.该方法也能推广到其它具有物质流动的曲线网的问题中.     

The Ghost Cell Method and Its Applications for Inviscid Compressible Flow on Adaptive Tree Cartesian Grids

In this paper, an immersed boundary algorithm is developed by combining the ghost cell method with adaptive tree Cartesian grid method. Furthermore, the proposed method is successfully used to evaluate various inviscid compressible flow with immersed boundary. The extension to three dimensional cases is also achieved. Numerical examples demonstrate the proposed method is effective.     

推进方式的参考Jacobian网格优化方法

将参考Jacobian方法与前沿推进方法相结合,设计一种推进方式的参考Jacobian网格优化方法.该方法从计算区域的部分边界开始,沿着给定的方向逐步推进,每前进一步都以相邻的两行(或两列)结点为边界采用参考Jacobian方法进行优化,其中处于后方的一行(或一列)使用的是前一步优化后的结点.分析及数值实验表明,与参考Jacobian方法相比,不仅能大幅度降低执行时间,而且优化后的网格在几何品质方面相当接近,甚至更优,得到的网格与Lagrange网格更接近.     

嵌套网格技术中的Collar网格和虚拟网格方法

针对嵌套网格技术中的结合部问题,提出了Collar网格和虚拟网格方法.用双曲型微分方程生成的处于结合部的有两个边界分别处于不同固定曲面上的Collar网格,在保证计算网格的生成方便快捷而且网格质量高的前提下,解决了为物体结合部的内外边界点提供有效插值单元的问题.虚拟网格为紧贴物面的面网格,它的作用是将物面边界条件传递给其它网格的边界面,而其本身不作流场计算.计算实践表明,将Collar网格和虚拟网格结合起来应用在嵌套网格技术中能保证几何外形不发生变化,有效地处理各种复杂组合体外形的结合部问题.     

高阶精度CE/SE算法及其应用

对时-空守恒元解元算法(CE/SE)的网格设置做较大改进,提出一种新的六面体解元和元定义;同时在解元中对物理量进行高阶Taylor展开,给出一种在时间和空间上均具有高阶精度CE/SE算法.在此基础上,把新型的高阶精度CE/SE算法推广应用于高速流动捕捉激波间断、气相化学反应流动、计及固体动态效应的流体-弹塑性流动和非稳态多相不可压缩粘性流动中.数值实践表明,提出的新型网格结构上的高阶精度CE/SE算法具有算法简单、计算精度高、计算效率和计算效果好的优点,并大大改进和拓展了CE/SE算法的应用范围.     

黏性激波管的有限体积WENO格式数值模拟

本文采用OpenFOAM软件下实现的一种可实现任意阶数,可应用于非结构网格的有限体积WENO格式对黏性激波管问题进行模拟.模拟中对流项离散采用3阶精度、4阶精度该类WENO格式,网格形式采用结构网格和三角形非结构网格.结果表明,采用该类格式,三角形非结构网格的算精度、效率优于结构网格,3阶精度格式计算效率优于4阶精度....     

基于前沿推进的改进型PEBI网格生成方法

提出一种基于前沿推进的改进型PEBI网格生成方法,将其应用于油藏渗流模拟中,编制相应的油藏数值模拟器.与商业数模软件CMG的计算结果对比,验证了方法的准确性.以某不规则油藏模型为例开展数值模拟研究.结果表明,与常规笛卡尔网格相比,PEBI网格能减弱网格取向的影响.本文提出的PEBI网格生成方法在复杂油藏边界的精确描述、井位及断层内部约束条件的植入等方面具有较强的可应用性.     

基于自适应非结构化网格的VOF方法

本文提出了一种基于自适应非结构化网格的VOF算法,根据相界面网格的相函数值对相界面网格进行自适应细化与合并,通过基于非结构化网格的界面构造方法构造相界面,在适量增加网格单元数量的情况下提高了计算的精度。该方法随着时间及相界面的变化无需重新整体生成网格,算法效率较高。经典算例的验证结果表明,本文自适应网格方法计算得到的结...     

一种非结构/结构多层混合网格方法及其应用

对于粘性绕流的数值模拟,在自适应直角网格基础上,结合三角形非结构网格和结构化网格,利用其各自的优势和特点,提出一种生成混合杂交网格的思路和方法.在物面附近生成适合粘性流计算的大长宽比结构化网格,在远场分布自适应直角网格,快速离散计算空间.对于复杂的多体问题,采用三角形网格来连接各体网格,并运用网格合并的方法,保证各网格之间的光滑过渡与连接,提高网格质量.针对一些二维、三维外形的绕流问题,在上述网格基础上,采用B-L代数湍流模型和中心有限体积法,完成Navier-Stokes和Euler方程数值模拟的对比计算,结果表明网格生成和流场计算是正确的.     

A Consistent Grid Coupling Method for Lattice-Boltzmann Schemes

A method of coupling grids of different mesh size is developed for classical Lattice-Boltzmann (LB) algorithms on uniform grids. The approach is based on an asymptotic analysis revealing suitable quantities equalized along the grid interfaces for exchanging information between the subgrids. In contrast to other couplings the method works without overlap zones. Moreover the grid velocity (Mach number) is not kept constant, as the time step depends not linearly but quadratically on the grid spacing. To illustrate the basic idea we use a simple LB algorithm solving the advection-diffusion equation. The proposed grid coupling is validated by numerical convergence studies indicating, that the coupling does not affect the second-order convergence behavior of the LB algorithm which is observed on uniform grids. In order to demonstrate its principal applicability to other LB models, the coupling is generalized to the standard D2P9 model for (Navier-)Stokes flow and tested numerically. As we use analytic tools different from the Chapman-Enskog expansion, the theoretical background material is given in two appendices. In particular, the results of numerical experiments are confirmed with a consistency analysis.     

三维非均匀不稳定渗流方程的自适应网格粗化算法

将渗透率自适应网格技术应用于三维非均匀不稳定渗流方程的网格粗化算法中,在渗透率或孔隙度变化异常区域自动采用精细网格,用直接解法求解渗透率或孔隙度变化异常区域的压强分布,在其它区域采用不均匀网格粗化的方法计算,即在流体流速大的区域采用精细网格.用该方法计算了三维非均匀不稳定渗流场的压降解,结果表明三维非均匀不稳定渗流方程的三维非均匀自适应网格粗化算法的解在渗透率或孔隙度异常区的压强分布规律与采用精细网格的解非常逼近,在其它区域压强分布规律与粗化算法的解非常逼近,计算速度比采用精细网格提高100多倍.