时域电磁计算的LU分解ADI-FVTD方法

1

作者 许勇 牟斌 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期1-4,共4页

本文提出一种新的时变电磁场交替方向全隐有限体积计算方法,麦克斯韦方程组和空气动力学欧拉方程同为双曲型偏微分方程组,因此计算流体力学(CFD)技术能够在计算电磁学(CEM)中得到推广求解高精度电磁场。不同于ADI-FDTD仅采用物理时间求... 本文提出一种新的时变电磁场交替方向全隐有限体积计算方法,麦克斯韦方程组和空气动力学欧拉方程同为双曲型偏微分方程组,因此计算流体力学(CFD)技术能够在计算电磁学(CEM)中得到推广求解高精度电磁场。不同于ADI-FDTD仅采用物理时间求导项,本文采用双时间方法添加定常虚拟时间导数项,使得物理时间推进步长仅由数值精度决定而不受稳定性限制,稳定性则由虚拟时间子迭代满足。本文隐式迭代采用雅可比系数矩阵分裂,得到在不同方向上的交替方向追赶法(ADI),隐式通量计算采用Steger-Warming分裂,并逐维度进行LU前后向迭代求解,如此得到全隐时变电磁场数值模拟,在保持高数值精度同时,节省计算时间并提升计算效率。 展开更多

关键词 计算流体力学 麦克斯韦方程组 交替方向隐式 时域有限体积法 电磁场

在线阅读 下载PDF 职称材料

辐射及化学非平衡流耦合场计算方法 被引量：3

2

作者 王逸斌 伍贻兆 刘学强 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期590-594,共5页

把一种新的三维热辐射计算方法应用到高超声速非平衡流场的数值模拟过程中:在非结构网格上对高超声速化学非平衡流场的数值模拟过程中,耦合了辐射输运方程来求解辐射热流。控制方程为含有化学反应源项和辐射源项的三维N-S方程,数值离散... 把一种新的三维热辐射计算方法应用到高超声速非平衡流场的数值模拟过程中:在非结构网格上对高超声速化学非平衡流场的数值模拟过程中,耦合了辐射输运方程来求解辐射热流。控制方程为含有化学反应源项和辐射源项的三维N-S方程,数值离散格式采用了Jam eson有限体积法,辐射输运方程采用有限体积法求解。化学反应模型为7组元7反应模型,并采用了化学反应特征时间步长。本文分别对RAM C-Ⅱ和MU SES-C模型进行了计算,计算结果与参考文献的结果吻合。 展开更多

关键词 计算流体力学 热辐射 有限体积法 化学非平衡流 三维N-S方程

在线阅读 下载PDF 职称材料

舰载导弹垂直发射系统燃气流场的三维数值计算 被引量：8

3

作者 姜毅 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期25-27,共3页

用求解三维 Navier- Stokes方程的方法 ,对舰载垂直发射系统发射导弹时燃气流场进行了数值计算 ,紊流模型采用标准 k- ε二方程模型 ,计算方法为有限体积法 ,计算网格为结构化网格 .计算出了导弹点火后未动、导弹运动至发射箱 1/ 4 ,1/ ... 用求解三维 Navier- Stokes方程的方法 ,对舰载垂直发射系统发射导弹时燃气流场进行了数值计算 ,紊流模型采用标准 k- ε二方程模型 ,计算方法为有限体积法 ,计算网格为结构化网格 .计算出了导弹点火后未动、导弹运动至发射箱 1/ 4 ,1/ 2 ,3/ 4高度和导弹尾部刚出发射箱时等 5种典型状态下的燃气流场分布规律 ,并给出了一些特性曲线 。 展开更多

关键词 垂直发射系统 燃气射流 有限体积法 计算流体力学 舰载导弹 三维数值计算 紊流模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于有限分析法和高阶紧致格式的新计算方法

4

作者 齐朝晖 汤广发 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期80-85,91,共7页

将有限分析法和高阶紧致格式两种计算方法相结合 ,并提出了一种新的压力方程修正方法 ,发展了一种新的流体力学计算方法 ,并用它求解三维 N-S方程组 .计算结果表明 。

关键词 有限分析法 高阶紧致格式 压力方程修正 计算方法 流体力学 三维N-S方程组

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同数值模拟方法预测消声器传递损失的比较研究 被引量：4

5

作者 张昊 郭立新 范威 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第9期100-103,共4页

分别采用三维有限元法(Finite element method,FEM)和三维时域计算流体力学法(Computational fluid dynamics,CFD)对消声器的传递损失进行预测,并将计算结果与文献中的实验数据进行对比,然后从计算结果的准确性,计算耗时和易用性三个方... 分别采用三维有限元法(Finite element method,FEM)和三维时域计算流体力学法(Computational fluid dynamics,CFD)对消声器的传递损失进行预测,并将计算结果与文献中的实验数据进行对比,然后从计算结果的准确性,计算耗时和易用性三个方面对这两种数值方法进行比较研究。研究结果表明:无论消声器内是否存在气体流动,两种方法都能够对消声器的传递损失进行合理预测。相比之下,时域CFD法能够获得更加准确的计算结果,但计算时间消耗较长;有限元法计算时间消耗较短,但应用起来较为复杂。 展开更多

关键词 消声器 传递损失 气流 三维有限元法 三维时域计算流体力学法

在线阅读 下载PDF 职称材料

用混合网格求解三维可压雷诺平均Navier-Stokes方程 被引量：6

6

作者 刘学强 伍贻兆 夏健 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期265-269,共5页

用混合网格求解了三维紊流 N-S方程。在物面附近采用三棱柱网格 ,其它区域则采用四面体网格。方程的求解采用 Jamson的有限体积法 ,紊流模型采用两层 Baldwin-Lomax代数紊流模型。数值算例表明 ,用混合网格求解三维紊流 Navier-Stokes... 用混合网格求解了三维紊流 N-S方程。在物面附近采用三棱柱网格 ,其它区域则采用四面体网格。方程的求解采用 Jamson的有限体积法 ,紊流模型采用两层 Baldwin-Lomax代数紊流模型。数值算例表明 ,用混合网格求解三维紊流 Navier-Stokes是非常有效的。 展开更多

关键词 混合网格 三维 NAVIER-STOKES方程 有限体积法 紊流模型 飞机 计算流体力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

浮子流量计三维湍流流场的数值研究 被引量：8

7

作者 徐英 刘正先 张涛 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期74-79,共6页

依据湍流模式理论以及计算流体力学(CFD),实现了对浮子流量计三维湍流流场的数值研究,提出利用"浮子受力平衡度误差分析法"控制计算精度,通过对流量计速度场、压力场的数值研究,获得浮子受力及流量计的流量值.通过数值模拟与... 依据湍流模式理论以及计算流体力学(CFD),实现了对浮子流量计三维湍流流场的数值研究,提出利用"浮子受力平衡度误差分析法"控制计算精度,通过对流量计速度场、压力场的数值研究,获得浮子受力及流量计的流量值.通过数值模拟与物理实验的对比,得出模拟计算的流量最大满度误差为3.4%,平均满度误差为1.77%.而经典设计流量最大满度误差为23.7%,平均满度误差为8.9%. 展开更多

关键词 浮子流量计 三维湍流 流场 计算流体力学 浮子受力平衡度误差分析法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于FLUENT软件信息传递模式的离散颗粒流动的并行算法 被引量：4

8

作者 任立波 韩吉田 何海澜 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期963-970,共8页

基于FLUENT软件信息传递模式的MPICH2并行计算平台,在二次开发框架内通过用户自定义函数(User-Defined Function)文件发展了一种非结构网格下拟三维颗粒的CFD-DEM耦合并行算法,该算法具有随CPU核数增加的较佳扩展性和加速性能。通过构... 基于FLUENT软件信息传递模式的MPICH2并行计算平台,在二次开发框架内通过用户自定义函数(User-Defined Function)文件发展了一种非结构网格下拟三维颗粒的CFD-DEM耦合并行算法,该算法具有随CPU核数增加的较佳扩展性和加速性能。通过构建空隙率标量场、重组基于局部平均并考虑气-固相互作用的气相控制方程,气相控制方程的求解稳定性与收敛性明显改善。FLUENT软件和UDF文件分别实现了气相控制方程的并行求解和DEM并行算法,其中DEM并行算法中相邻子域间的颗粒信息传递由MPICH2平台的信息传递宏完成。将该算法应用于球形颗粒鼓泡床及锥型喷动床的气固两相流数值模拟中,数值模拟结果与有关试验结果吻合良好,表明该算法能较好地处理稠密颗粒气固两相流动。 展开更多

关键词 拟三维 离散单元法 计算流体力学 并行计算

在线阅读 下载PDF 职称材料

城区水库溃坝洪水演进三维动态情景仿真研究 被引量：3

9

作者 魏一行 任炳昱 吴斌平 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2016年第11期141-149,166,共10页

水库大坝一旦溃决会对下游建筑物密集城区的人民生命财产造成巨大损失,而溃坝洪水演进动态情景仿真为洪水灾害应急管理和下游受威胁城区的人员与财产的安全转移提供重要依据。目前对洪水演进可视化的研究注重于对不同时刻计算结果的静... 水库大坝一旦溃决会对下游建筑物密集城区的人民生命财产造成巨大损失,而溃坝洪水演进动态情景仿真为洪水灾害应急管理和下游受威胁城区的人员与财产的安全转移提供重要依据。目前对洪水演进可视化的研究注重于对不同时刻计算结果的静态展示,并且对研究区域洪水演进范围、水深、流速等关键水情信息计算时多采用一、二维洪水演进模型,缺乏洪水演进的三维动态情景仿真。针对此问题,文采用CSG法构建了大坝周边的三维场景,基于GUI技术、粒子系统动力学解算等技术实现了溃坝洪水数值模拟和三维场景的耦合,经过纹理变换贴图等后期处理,实现了城区水库溃坝洪水演进三维动态情景仿真。结合某城区溃坝洪水演进过程进行了数值模拟和情景仿真研究,形象、直观地模拟了洪水演进特性,为制定防洪减灾措施提供了直观分析依据和重要理论依据。 展开更多

关键词 计算流体力学 溃坝洪水演进三维动态情景仿真 CSG法 GUI技术 粒子系统动力学解算 纹理变换贴图

在线阅读 下载PDF 职称材料

核主泵屏蔽电机内部水路三维流场研究 被引量：3

10

作者 李藏雪 赵博敏 +1 位作者 路义萍 吕向平 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期533-538,共6页

核主泵屏蔽电机是核电站核岛一次回路系统的重要组成部分,而屏蔽电机内部的冷却水的流动状态直接影响电机内的热量传递的效果。对此建立了一种屏蔽电机整机的三维流场模型。基于计算流体力学理论中的有限体积法,利用Ansys Fluent软件,... 核主泵屏蔽电机是核电站核岛一次回路系统的重要组成部分,而屏蔽电机内部的冷却水的流动状态直接影响电机内的热量传递的效果。对此建立了一种屏蔽电机整机的三维流场模型。基于计算流体力学理论中的有限体积法,利用Ansys Fluent软件,以实验得到的额定工况时的一次水流速为边界条件,反演计算出屏蔽电机内部的流场速度分布。针对结果分别对屏蔽电机内的关键部位的三维流场进行了分析,得出屏蔽电机内部的轴向及径向速度分布规律。计算结果表明,在靠近旋转壁面处,水速较大,且沿轴向以螺旋线形式向上流动,在下飞轮、屏蔽套间隙流体沿径向速度梯度较大。该研究可为后续的温度场研究提供不同位置处速度分布和数值。 展开更多

关键词 屏蔽电机 三维流场 有限体积法 计算流体力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于CFD的电磁散射数值模拟 被引量：8

11

作者 许勇 乐嘉陵 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期185-189,共5页

计算流体力学(CFD)技术中的时域有限体积法(FVTD)被推广到计算电磁学中,直接数值求解时变麦克斯韦方程组。FVTD使用电磁场矢量共置于网格单元中心、散射场积分形式的麦克斯韦方程组守恒形,空间离散使用基于特征值的近似黎曼解构建网格... 计算流体力学(CFD)技术中的时域有限体积法(FVTD)被推广到计算电磁学中,直接数值求解时变麦克斯韦方程组。FVTD使用电磁场矢量共置于网格单元中心、散射场积分形式的麦克斯韦方程组守恒形,空间离散使用基于特征值的近似黎曼解构建网格单元边界通量,时间推进采用四阶龙格-库塔法。TM和TE波极化下几种二维完全导电体的表面诱导电流密度和雷达散射截面(RCS)计算验证表明,时域有限体积法是一种高精度有效的时域方法。 展开更多

关键词 CFD 电磁散射 数值模拟 计算流体力学 时域有限体积法 雷达散射截面

在线阅读 下载PDF 职称材料