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双时间步法在二维浅水方程求解中的应用
被引量:
7
1
作者
喻海军
黄国如
武传号
《水科学进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第4期542-549,共8页
针对传统算法效率低的问题,将隐式双时间步法应用于求解二维浅水方程,建立了非结构网格下高效的有限体积模型。在应用双时间步法时,虚拟时间层中的定常问题采用高效的隐式LU-SGS(Lower-Upper Symmetric Gauss-Seidel)方法进行迭代求解...
针对传统算法效率低的问题,将隐式双时间步法应用于求解二维浅水方程,建立了非结构网格下高效的有限体积模型。在应用双时间步法时,虚拟时间层中的定常问题采用高效的隐式LU-SGS(Lower-Upper Symmetric Gauss-Seidel)方法进行迭代求解。通过模拟计算4个典型算例以及与传统显式算法进行比较,对模型精度、效率及处理实际问题能力进行检验,分析了时间步长、内迭代次数对模型性能的影响。结果表明,双时间步法放宽了稳定性对时间步长的限制,时间步长可取到显式格式10倍以上,计算耗时减少了50%以上,模型具有良好精度与适应性,具有较好的推广应用价值。
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关键词
双时间步法
二维浅水方程
有限体积法
非结构网格
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职称材料
超声速燃烧流的双时间步计算方法研究
被引量:
4
2
作者
汪洪波
孙明波
+1 位作者
吴海燕
王振国
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第3期1-6,共6页
发展了模拟非定常超声速燃烧流场的隐式双时间步方法。采用时间分裂法对流动和反应进行解耦处理,流动方程组由双时间步方法求解,内迭代过程采用LU-SGS方法;反应源项方程组通过隐式二阶梯形公式求解。分析了时间分裂格式和时间步长对计...
发展了模拟非定常超声速燃烧流场的隐式双时间步方法。采用时间分裂法对流动和反应进行解耦处理,流动方程组由双时间步方法求解,内迭代过程采用LU-SGS方法;反应源项方程组通过隐式二阶梯形公式求解。分析了时间分裂格式和时间步长对计算结果的影响,结果显示:一阶时间精度的分裂格式会略微高估化学效率,应该采用二阶时间精度的分裂格式;时间步长的选取对计算结果影响显著,为了保证解耦算法的计算精度,时间步长应足够小以能够较准确捕捉到主导各种输运过程的大尺度涡团的非定常行为。
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关键词
超声速燃烧
双时间步法
LU-SGS
时间
分裂
时间
步长
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职称材料
透平级三维粘性非定常流动及气流激振力研究
被引量:
13
3
作者
谢永慧
蓝吉兵
樊涛
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2008年第5期78-84,共7页
非定常性是透平机械内部流动的固有特性。非定常流动不仅对透平机械的气动性能具有一定的影响,还会产生导致动叶片振动疲劳的气流激振力,所以对于透平级的非定常流动分析十分必要。文中基于CFX软件,采用RNGk-ε湍流模型、双时间步法、...
非定常性是透平机械内部流动的固有特性。非定常流动不仅对透平机械的气动性能具有一定的影响,还会产生导致动叶片振动疲劳的气流激振力,所以对于透平级的非定常流动分析十分必要。文中基于CFX软件,采用RNGk-ε湍流模型、双时间步法、滑移界面法以及结构化网格建立了一级半透平级(静叶/动叶/静叶)三维非定常粘性流场的数值模型及计算方法;在此基础上详细分析了流场特性随时间的变化,发现时均非定常等熵效率小于相应的定常等熵效率;同时获得了作用于动叶上随时间变化的气流力以及气流激振力因子,该因子数值与汽轮机设计人员广泛采用的由实践而来的数据吻合良好。文中研究结果有利于分析非定常流动对透平机械气动性能影响的机理,并且为叶片的振动响应以及疲劳寿命分析提供必要的参数。
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关键词
透平级
非定常流
双时间步法
滑移界面
动静干涉
激振力因子
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职称材料
超声速脉冲风洞起动过程数值模拟
被引量:
5
4
作者
张小庆
乐嘉陵
许明恒
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2008年第6期751-755,共5页
为研究超声速脉冲风洞起动激波的传播过程和流场建立过程中流场结构的变化,对其起动过程进行了数值模拟.包含组分扩散的控制方程为二维粘性、可压缩、非定常的守恒型Navier-Stokes方程.用中心有限体积法进行空间离散,用隐式双时间步方...
为研究超声速脉冲风洞起动激波的传播过程和流场建立过程中流场结构的变化,对其起动过程进行了数值模拟.包含组分扩散的控制方程为二维粘性、可压缩、非定常的守恒型Navier-Stokes方程.用中心有限体积法进行空间离散,用隐式双时间步方法处理非定常时间项.计算结果与试验结果基本一致.研究表明,起动激波速度由于内型面的变化而改变,并在隔离段中达到最大值.
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关键词
超声速脉冲风洞
起动过程
有限体积法
双时间步法
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职称材料
后效期火药气体流空过程数值模拟
被引量:
7
5
作者
王杨
郭则庆
姜孝海
《火炮发射与控制学报》
北大核心
2009年第3期63-67,共5页
后效期火药气体流空规律与火药气体作用系数历来是各国兵器研究的重要内容。现有的火药气体作用系数的计算方法多是在准定常假设下得到的理论或经验关系式,适应面较窄,误差普遍偏高。本文采用AUSM+格式和双时间步法,对65式37mm高炮(无...
后效期火药气体流空规律与火药气体作用系数历来是各国兵器研究的重要内容。现有的火药气体作用系数的计算方法多是在准定常假设下得到的理论或经验关系式,适应面较窄,误差普遍偏高。本文采用AUSM+格式和双时间步法,对65式37mm高炮(无膛口装置和带不同锥形消焰器)共5个算例的火药气体流空过程进行了数值模拟,根据数值结果计算了火药气体作用系数,与实验值相比,误差能控制在6%以内,符合较好。为进一步研究复杂条件下的后效期流空规律打下了基础。
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关键词
流体力学
火药气体作用系数
AUSM+格式
双时间步法
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职称材料
非定常求解的内迭代初值对计算效率的影响研究
被引量:
2
6
作者
贡伊明
张伟伟
刘溢浪
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期11-17,共7页
基于非定常流场的双时间求解方法,提出了一种提高非定常流场求解效率的有效策略。通过对前几个时刻的流场信息进行外插来确定下一时刻的迭代初值,使之更接近于收敛解,降低内迭代初始残值,进而提高了非定常流场的求解效率。将流场中每个...
基于非定常流场的双时间求解方法,提出了一种提高非定常流场求解效率的有效策略。通过对前几个时刻的流场信息进行外插来确定下一时刻的迭代初值,使之更接近于收敛解,降低内迭代初始残值,进而提高了非定常流场的求解效率。将流场中每个点的守恒量在时间方向上进行泰勒级数展开,设计了若干种外插格式。采用绕圆柱非定常流动的求解来验证本方法的计算效果,并研究了不同初值外插格式、空间离散格式、时间步长和收敛标准对初值外插方法效果的影响。研究表明,在双时间步法基础上,采用初值外插策略可普遍提高计算效率,其中交替外插策略可以普遍将求解效率提高1倍左右。相比于迎风格式,该方法对中心格式的求解效率提高更显著,并且对于不同的收敛标准和时间步数均有非常明显的效果。
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关键词
初值外插
非定常流场求解
泰勒级数展开
双时间步法
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职称材料
题名
双时间步法在二维浅水方程求解中的应用
被引量:
7
1
作者
喻海军
黄国如
武传号
机构
华南理工大学土木与交通学院
华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室
出处
《水科学进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第4期542-549,共8页
基金
水利部公益性行业科研专项经费资助项目(201301093)
华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究课题项目(2014ZC09)~~
文摘
针对传统算法效率低的问题,将隐式双时间步法应用于求解二维浅水方程,建立了非结构网格下高效的有限体积模型。在应用双时间步法时,虚拟时间层中的定常问题采用高效的隐式LU-SGS(Lower-Upper Symmetric Gauss-Seidel)方法进行迭代求解。通过模拟计算4个典型算例以及与传统显式算法进行比较,对模型精度、效率及处理实际问题能力进行检验,分析了时间步长、内迭代次数对模型性能的影响。结果表明,双时间步法放宽了稳定性对时间步长的限制,时间步长可取到显式格式10倍以上,计算耗时减少了50%以上,模型具有良好精度与适应性,具有较好的推广应用价值。
关键词
双时间步法
二维浅水方程
有限体积法
非结构网格
Keywords
dual time-step algorithm
2-D shallow water equations
finite volume method
unstructured grids
分类号
TV131 [水利工程—水力学及河流动力学]
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职称材料
题名
超声速燃烧流的双时间步计算方法研究
被引量:
4
2
作者
汪洪波
孙明波
吴海燕
王振国
机构
国防科技大学航天与材料工程学院
出处
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第3期1-6,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(50906098)
文摘
发展了模拟非定常超声速燃烧流场的隐式双时间步方法。采用时间分裂法对流动和反应进行解耦处理,流动方程组由双时间步方法求解,内迭代过程采用LU-SGS方法;反应源项方程组通过隐式二阶梯形公式求解。分析了时间分裂格式和时间步长对计算结果的影响,结果显示:一阶时间精度的分裂格式会略微高估化学效率,应该采用二阶时间精度的分裂格式;时间步长的选取对计算结果影响显著,为了保证解耦算法的计算精度,时间步长应足够小以能够较准确捕捉到主导各种输运过程的大尺度涡团的非定常行为。
关键词
超声速燃烧
双时间步法
LU-SGS
时间
分裂
时间
步长
Keywords
supersonic combustion
dual time-step approach
LU-SGS
time-splitting
time step
分类号
V435.12 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
透平级三维粘性非定常流动及气流激振力研究
被引量:
13
3
作者
谢永慧
蓝吉兵
樊涛
机构
西安交通大学能源与动力工程学院
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2008年第5期78-84,共7页
基金
国家863高技术基金项目(2006AA04Z404)
教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-07-0682)~~
文摘
非定常性是透平机械内部流动的固有特性。非定常流动不仅对透平机械的气动性能具有一定的影响,还会产生导致动叶片振动疲劳的气流激振力,所以对于透平级的非定常流动分析十分必要。文中基于CFX软件,采用RNGk-ε湍流模型、双时间步法、滑移界面法以及结构化网格建立了一级半透平级(静叶/动叶/静叶)三维非定常粘性流场的数值模型及计算方法;在此基础上详细分析了流场特性随时间的变化,发现时均非定常等熵效率小于相应的定常等熵效率;同时获得了作用于动叶上随时间变化的气流力以及气流激振力因子,该因子数值与汽轮机设计人员广泛采用的由实践而来的数据吻合良好。文中研究结果有利于分析非定常流动对透平机械气动性能影响的机理,并且为叶片的振动响应以及疲劳寿命分析提供必要的参数。
关键词
透平级
非定常流
双时间步法
滑移界面
动静干涉
激振力因子
Keywords
turbomachinery stage
unsteady flow
dual time step
sliding interface
rotor/stator interaction
excitation force factor
分类号
TK263 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
超声速脉冲风洞起动过程数值模拟
被引量:
5
4
作者
张小庆
乐嘉陵
许明恒
机构
西南交通大学机械工程学院
中国空气动力研究与发展中心
出处
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2008年第6期751-755,共5页
文摘
为研究超声速脉冲风洞起动激波的传播过程和流场建立过程中流场结构的变化,对其起动过程进行了数值模拟.包含组分扩散的控制方程为二维粘性、可压缩、非定常的守恒型Navier-Stokes方程.用中心有限体积法进行空间离散,用隐式双时间步方法处理非定常时间项.计算结果与试验结果基本一致.研究表明,起动激波速度由于内型面的变化而改变,并在隔离段中达到最大值.
关键词
超声速脉冲风洞
起动过程
有限体积法
双时间步法
Keywords
supersonic wind tunnel
starting process
finite volume method
dual time stepping method
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
后效期火药气体流空过程数值模拟
被引量:
7
5
作者
王杨
郭则庆
姜孝海
机构
南京理工大学瞬态物理国家重点实验室
出处
《火炮发射与控制学报》
北大核心
2009年第3期63-67,共5页
文摘
后效期火药气体流空规律与火药气体作用系数历来是各国兵器研究的重要内容。现有的火药气体作用系数的计算方法多是在准定常假设下得到的理论或经验关系式,适应面较窄,误差普遍偏高。本文采用AUSM+格式和双时间步法,对65式37mm高炮(无膛口装置和带不同锥形消焰器)共5个算例的火药气体流空过程进行了数值模拟,根据数值结果计算了火药气体作用系数,与实验值相比,误差能控制在6%以内,符合较好。为进一步研究复杂条件下的后效期流空规律打下了基础。
关键词
流体力学
火药气体作用系数
AUSM+格式
双时间步法
Keywords
hydromechanics
propellant gas active coefficient
AUSM+scheme
dual-time meth
分类号
TJ012.2 [兵器科学与技术—兵器发射理论与技术]
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职称材料
题名
非定常求解的内迭代初值对计算效率的影响研究
被引量:
2
6
作者
贡伊明
张伟伟
刘溢浪
机构
西北工业大学航空学院
出处
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期11-17,共7页
文摘
基于非定常流场的双时间求解方法,提出了一种提高非定常流场求解效率的有效策略。通过对前几个时刻的流场信息进行外插来确定下一时刻的迭代初值,使之更接近于收敛解,降低内迭代初始残值,进而提高了非定常流场的求解效率。将流场中每个点的守恒量在时间方向上进行泰勒级数展开,设计了若干种外插格式。采用绕圆柱非定常流动的求解来验证本方法的计算效果,并研究了不同初值外插格式、空间离散格式、时间步长和收敛标准对初值外插方法效果的影响。研究表明,在双时间步法基础上,采用初值外插策略可普遍提高计算效率,其中交替外插策略可以普遍将求解效率提高1倍左右。相比于迎风格式,该方法对中心格式的求解效率提高更显著,并且对于不同的收敛标准和时间步数均有非常明显的效果。
关键词
初值外插
非定常流场求解
泰勒级数展开
双时间步法
Keywords
computational efficiency, design, dual time stepping method, errors, extrapolation, flow fields, itera-tive methods, laminar flow, Mach number, mesh generation, Reynolds number, initial value extrapo-lation, unsteady flow solving, Taylor series
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
双时间步法在二维浅水方程求解中的应用
喻海军
黄国如
武传号
《水科学进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
7
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职称材料
2
超声速燃烧流的双时间步计算方法研究
汪洪波
孙明波
吴海燕
王振国
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
4
在线阅读
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职称材料
3
透平级三维粘性非定常流动及气流激振力研究
谢永慧
蓝吉兵
樊涛
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2008
13
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职称材料
4
超声速脉冲风洞起动过程数值模拟
张小庆
乐嘉陵
许明恒
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2008
5
在线阅读
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职称材料
5
后效期火药气体流空过程数值模拟
王杨
郭则庆
姜孝海
《火炮发射与控制学报》
北大核心
2009
7
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职称材料
6
非定常求解的内迭代初值对计算效率的影响研究
贡伊明
张伟伟
刘溢浪
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
2
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