气体运动论高阶格式在一维/二维流动问题计算研究

来源 :第十四届全国计算流体力学会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiujiejushi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
研究高阶紧致差分方法构造原理,发展求解Boltzmann模型方程气体运动论高阶格式。使用BGK、Shakhov和ES椭球碰撞模型,以一维激波管、激波内流动和二维翼型、圆柱绕流为算例,开展不同流区一维、二维绕流高阶格式应用研究。将计算结果与实验数据、DSMC模拟值对比分析,验证高阶紧致格式用于求解Boltzmann模型方程可靠性,分析不同精度格式和碰撞模型对气体运动论数值算法效率与精度影响。
其他文献
氢被认为是清洁能源。传统的化学方法制备氢气要消耗大量的电力和矿产资源,而且生产成本较高。1972年Fujishima和Honda报道了受辐射的TiO2表面能持续发生水的分解反应产生氢气,这一发现标志着光催化制氢时代的开始。此后,以TiO2为代表的半导体光催化剂倍受人们关注。TiO2具有无毒、光稳定性、低成本和高光催化活性等优点,不同结构和形貌的TiO2纳米材料,其制备、特性及应用性能已被深入研究,
针对一种导弹构型,本文通过理论分析、数值模拟和风洞测压试验,对某平面埋入式进气道及流场控制装置和进行设计与分析,结果表明:在Ma=0.7、α=0°、β=0°时,设计方案的总压恢复系数0.951,综合畸变指数为1.39%,大大由于优化前的初始方案。
空气动力评估是对飞行器进行全过程、全系统试验与鉴定的重要内容。依据层次分析原理,可分层、分类对飞行器的空气动力特性进行综合评估。采用专家调查法,获得专家个体对评估因素、评估因素的权重、以及评估结果等级与档次的意见;采用综合评估方法综合各专家个体的意见,获得对飞行器空气动力特性综合评估的定性结论和定量结果。
本文以《空气动力学学报》和《实验流体力学》1997~2008年12年内的97期论文作为统计样本,分别对两刊的载文数量、研究内容、作者群等情况进行了统计分析。通过分析,得到了我国最近12年来空气动力学及其相关专业领域的发展情况,包括重点研究领域、主要研究单位、研究人员结构等方面的情况。
从轴对称可压缩N-S方程出发,把流场分解成基本流动和小扰动的叠加,得到稳定性方程。然后把扰动量分解成为快速变化的波状部分和慢速变化的形状函数部分,且认为形状函数在流向上的变化是1/R量级,忽略比1/R还小的高阶小量,推导出适合轴对称(或平板)边界层稳定性分析的方程。如果忽略扰动量对均匀流场的影响,便是线性抛物化稳定性方程。在法向采用4阶中心格式,流向采用1阶向后差分对线性抛物化稳定性方程进行离散,
本文通过引入变换,使带有无滑移壁面条件的三维非定常的连续性方程可转换成仍具有无滑移条件但没有密度随时间变化项的方程,即形式上定常的连续性方程。然后用定常壁面分离的分析方法和结论,再通过变换,给出三维非定常壁面分离的判则。研究指出,在物面分离线上,密度随时间指数变化。
为了在三维Reynolds-Averaged Navier-stokes(RANS)方程求解器中耦合eN方法实现对无限展长后掠机翼边界层流动的转捩判断,本文在三维RANS方程求解过程中耦合求解三维可压缩层流边界层方程为利用eN方法进行转捩判断提供精确的边界层速度、温度型。本文利用可压缩伯努利方程由RANS方程求出的物面压力分布确定边界层外边界的速度分布,进而采用BOX方法对非正交贴体坐标系下的无限
本文是张涵信关于定常旋涡运动的拓扑结构理论的推广。采用微分方程奇点理论,定性研究了非定常旋涡破裂的拓扑结构。研究发现,在垂直于涡轴的截面上,其截面流线形态依赖于参数:λ(x,t)=1/ρ((e)ρ/(e)t+(e)ρu/(e)x)。如果λ(x,t)>0,截面流线向里转,如果λ(x,t)<0,截面流线向外转。如果沿着涡轴λ(x,t)变号,则截面流线出现极限环。在过涡轴的截面上。采用五阶WENO格式,
本文发展了一套新的大涡模拟显式滤波算法,将数值稳定滤波与湍流大涡模拟计算的显式滤波统一起来,通过一次滤波同时达到中心型格式计算的数值稳定要求和大涡模拟显式滤波对数值误差控制的要求。新滤波算法既避免了数值稳定滤波引入的滤波累积效应,又克服了通常采用的、对非线性项滤波的显式滤波方案破坏控制方程的伽利略变换不变性的问题。
本文基于Menter SST模型的RANS/LES混合模式对二维拐角流动进行了数值模拟研究,空间无粘项采用五阶WENO格式,粘性项采用二阶中心差分格式,时间项采用三步三阶Runge-Kutta方法。通过计算给出了壁面压力分布,分离区大小以及拐角干扰区密度等值线,计算结果与实验结果基本相符。研究还表明,对分离区大小和位置的预测还受到RANS/LES混合模式中的混合函数的影响。