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基于物面弱边界条件的并行全隐式流场求解方法 被引量:1
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作者 高宜胜 伍贻兆 +1 位作者 夏健 徐兆可 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期46-56,共11页
提出了一种基于物面弱边界条件的Navier-Stokes方程并行全隐式求解方法。首先,实现了非结构网格格点格式有限体积法的粘性物面弱边界条件。以此为基础,推导了相应的粘性Jacobian矩阵。相比传统的物面强边界条件,弱边界条件的应用简化了... 提出了一种基于物面弱边界条件的Navier-Stokes方程并行全隐式求解方法。首先,实现了非结构网格格点格式有限体积法的粘性物面弱边界条件。以此为基础,推导了相应的粘性Jacobian矩阵。相比传统的物面强边界条件,弱边界条件的应用简化了该推导过程。接着,为了解决Spalart-Allmaras(S-A)模型的收敛和保正性问题,提出了基于物面弱边界条件的S-A模型无条件保正性收敛方法,通过构造特别的隐式矩阵同时保证S-A模型的收敛和湍流工作变量的正值。流场方程全隐式时间推进和无条件保正性收敛方法所得到的线性方程组采用多色高斯-塞德尔迭代法进行求解,并由MPI实现并行化。通过若干二维和三维算例对本文所提出的方法进行了测试,其结果表明:1)随着罚系数的增大,基于弱边界条件的结果趋向于基于强边界条件的结果;2)对于力的计算,弱边界条件自动满足通量一致关系而无需特别处理。 展开更多
关键词 弱边界条件 Navicr-Stokcs方程 全隐式方法 保正性方法 湍流模型
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适用于非定常流模拟的分布式并行GMRES方法 被引量:1
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作者 陈龙 夏健 田书玲 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期834-843,共10页
为提高计算流体力学方法的收敛性和对高性能并行计算机的适应性,发展了适用于非定常流模拟的GMRES并行全隐式方法,并开展了相应的收敛和并行特性研究。采用变子空间数GMRES方法,减小重启过程计算时间;通过分区并行和HybridLU-SGS预处理... 为提高计算流体力学方法的收敛性和对高性能并行计算机的适应性,发展了适用于非定常流模拟的GMRES并行全隐式方法,并开展了相应的收敛和并行特性研究。采用变子空间数GMRES方法,减小重启过程计算时间;通过分区并行和HybridLU-SGS预处理算子实现方法的分布式并行化;采用鲁棒的Negative-SA湍流模型获得更大CFL数,采取计算和存储雅可比矩阵、网格重排序方法提高计算效率。利用这套方法完成了平面流、NACA0012翼型扰流、翼身组合体扰流、F-16战斗机非定常气动弹性和旋翼前飞流场的数值模拟。结果表明其计算效率较LU-SGS方法提高20%~200%;适用于当代高性能计算机分布式并行结构,并行效率非常高,在240个计算核心上出现了加速比的超线性。 展开更多
关键词 计算流体力学 全隐式方法 GMRES 并行 非定常流
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基于全隐式无分裂算法求解三维N-S方程 被引量:3
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作者 司海青 王同光 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期252-257,共6页
基于多块结构网格,本文研究和发展了三维N-S方程的全隐式无分裂算法。对流项的离散运用Roe格式,粘性项的离散利用中心型格式。在每一次隐式时间迭代中,运用GMRES方法直接求解隐式离散引起的大型稀疏线性方组。为了降低内存需求以及矩阵... 基于多块结构网格,本文研究和发展了三维N-S方程的全隐式无分裂算法。对流项的离散运用Roe格式,粘性项的离散利用中心型格式。在每一次隐式时间迭代中,运用GMRES方法直接求解隐式离散引起的大型稀疏线性方组。为了降低内存需求以及矩阵与向量之间的运算操作数,Jacobian矩阵的一种逼近方法被应用在本文的算法之中。计算结果与实验结果基本吻合,表明本文的全隐式无分裂方法是有效和可行的。 展开更多
关键词 NAVIER-STOKES方程 全隐无分裂方法 多块网格
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用鲁棒Riemann求解器和运动重叠网格计算旋翼粘性绕流 被引量:2
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作者 徐丽 翁培奋 +1 位作者 吴泉军 张开军 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期526-531,共6页
发展了一种基于鲁棒Riemann求解器和运动重叠网格技术计算直升机悬停旋翼流场的方法。基于惯性坐标系,悬停旋翼流场是非定常流场,控制方程为可压缩Reynolds平均Navier-Stoke方程,其对流项采用Roe近似Reimann求解器离散,使用改进的五阶... 发展了一种基于鲁棒Riemann求解器和运动重叠网格技术计算直升机悬停旋翼流场的方法。基于惯性坐标系,悬停旋翼流场是非定常流场,控制方程为可压缩Reynolds平均Navier-Stoke方程,其对流项采用Roe近似Reimann求解器离散,使用改进的五阶加权基本无振荡格式进行高阶重构,非定常时间推进采用含牛顿型LUSGS子迭代的全隐式双时间步方法。为实施旋转运动和便于捕捉尾迹,计算采用运动重叠网格技术。计算得到的桨叶表面压力分布及桨尖涡涡核位置都与实验结果吻合较好。数值结果表明:所发展方法对桨尖涡具有较高的分辨率,对激波具有较好的捕捉能力,该方法可进一步推广到前飞旋翼粘性绕流的计算。 展开更多
关键词 直升机旋翼 粘性流动 鲁棒Riemann求解器 运动重叠网格 全隐双时间步方法
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低渗透油藏流体渗流的数学模型及算法研究 被引量:3
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作者 陈忠 《石油天然气学报》 CAS CSCD 2013年第12期130-133,9,共4页
在低渗透油藏开采过程中,流体在油藏中的渗流特征常表现为非线性渗流特性,渗流方程已不符合达西定律。通过分析油水两相的渗流特征规律和影响流体非线性渗流的因素,建立了低渗透油藏油水两相非线性渗流模型;然后用全隐式差分格式将渗流... 在低渗透油藏开采过程中,流体在油藏中的渗流特征常表现为非线性渗流特性,渗流方程已不符合达西定律。通过分析油水两相的渗流特征规律和影响流体非线性渗流的因素,建立了低渗透油藏油水两相非线性渗流模型;然后用全隐式差分格式将渗流方程离散化,构造了非线性渗流的数值模型;进而利用拟牛顿法讨论了数值模型的计算方法,并给出了算法的收敛性定理。 展开更多
关键词 低渗透油藏 油水两相非线性渗流模型 全隐差分方法 拟牛顿法
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