流场、热、结构一体化数值模拟

来源 :北京空气动力研究所 中国航天空气动力技术研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenpeng12333
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该文针对早期一体化计算方法中存在的不足,分析流场、热环境和结构的物理特性,在"相对物体热环境变化的为化速度,高超声速流场是相对稳定的"假设下,改变了早期的耦合方式,把耦合计算的时间步长取为结构计算允许的时间步长,而不是流场计算允许的时间步长,从而使计算时间有了量级的减少,而计算结果却同样正确.改进后的一体化计算耦合概念,可以使流场和结构计算采用不同的计算方法,为了利用有限差分法在流场教育处中的诸多优点,以及有限元法在结构计算中朱可取代的地位,该文的流场计算采用了TVD的有限差分法,结构计算采用了迦辽金有限元法,有效地实现了流场、热、结构数值模拟的一体化,使整体计算时间一步减少.然后用高超声速绕二维圆柱为例,实现了上述概念和算法,得到了合理正确的结果,而使用的网格节眯仅为国外文献的1/10,计算工作量有量级的减少,充分证明了该文工作的正确性和实用性.最后,以有攻角钝锥绕流为例,实现了三维流场、热、结构的一体化计算.在目前我们的计算机条件下,用传统方法是无法做到的,表明该文提出的方法可以应用于工程设计中.另外,由于热流在耦合计算中是联系流场和结构的纽带,所以热流计算的精度直接影响了耦合计算结果的精芳.因此,该文在进行耦合计算之前,首先对热流计算方法进行了探讨,发现积分法计算热流精度高,对网格划分、流场计算方法依赖性小.
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