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全隐LU-SGS算法在高超声速热化学非平衡流刚性问题中的应用
被引量：
2
1
作者
蒋浩
柳军
+2 位作者
王君媛
黄伟
杜洋
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期1-8,共8页
在高超声速热化学非平衡流动计算中,当地气体能量松弛时间、化学反应特征时间与流动时间推进步长量级差异过大会带来严重数值刚性问题,且在高雷诺数条件下,壁面、拐角等强干扰区网格加密使得该问题加剧,导致初始最大CFL数极小,收敛速度...
在高超声速热化学非平衡流动计算中,当地气体能量松弛时间、化学反应特征时间与流动时间推进步长量级差异过大会带来严重数值刚性问题,且在高雷诺数条件下,壁面、拐角等强干扰区网格加密使得该问题加剧,导致初始最大CFL数极小,收敛速度缓慢。原始LU-SGS算法仅考虑化学反应源项和对流项的隐式处理,通过推导黏性项Jacobian矩阵谱半径并采用对角近似处理,发展了热化学非平衡FLU-SGS和BLU-SGS两种全隐LU-SGS算法;针对高焓二维圆柱和轴对称返回舱算例,对比改进前后三种算法的收敛特性。结果表明,FLU-SGS及BLU-SGS算法能够快速建立强黏性干扰和大分离流场、解决热化学非平衡复杂流计算中的刚性问题,实现初始最大CFL数3至5个量级的提升,加速收敛效果明显。
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关键词
高超声速
热化学非平衡
数值刚性
全隐LU-SGS算法
收敛性
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职称材料
压缩机工作过程模拟中数值振荡问题的成因分析及改善方法
2
作者
王炳棋
畅云峰
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期161-167,共7页
为解决数值模拟压缩机工作过程中存在的数值振荡和发散问题,采用四阶后向差分(BDF-4)算法和经典四阶龙格库塔(RK-4)算法分析压缩机基元容积控制方程的稳定性,并对2种算法的计算结果进行对比。结果表明:在吸排气过程中,压力计算的微小偏...
为解决数值模拟压缩机工作过程中存在的数值振荡和发散问题,采用四阶后向差分(BDF-4)算法和经典四阶龙格库塔(RK-4)算法分析压缩机基元容积控制方程的稳定性,并对2种算法的计算结果进行对比。结果表明:在吸排气过程中,压力计算的微小偏差会导致质量流量产生较大的误差,从而使基元容积控制方程产生较大的数值刚性,限制了RK-4算法的最大稳定步长;在稳定性上,BDF-4算法的绝对稳定域包含整个负半x轴,可以避免数值刚性引起的振荡和发散,其计算步长不再受数值刚性的限制;对计算效率而言,每步BDF-4算法所消耗时间为同步长RK-4算法的1.7~1.8倍;计算精度上,BDF-4算法与RK-4算法代数精度相同,实际计算时两者的表现也十分接近。BDF-4算法在保证工程精度的前提下提高了压缩机工作过程模拟的稳定性,解决了数值振荡问题,对容积式压缩机的工作过程模拟、新型泄漏通道的研究等有实际意义。
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关键词
压缩机
数值刚性
后向差分算法
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职称材料
题名
全隐LU-SGS算法在高超声速热化学非平衡流刚性问题中的应用
被引量：
2
1
作者
蒋浩
柳军
王君媛
黄伟
杜洋
机构
国防科技大学空天科学学院
出处
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期1-8,共8页
基金
国家重点研发计划资助项目(2019YFA0405300,2019YFA0405203)。
文摘
在高超声速热化学非平衡流动计算中,当地气体能量松弛时间、化学反应特征时间与流动时间推进步长量级差异过大会带来严重数值刚性问题,且在高雷诺数条件下,壁面、拐角等强干扰区网格加密使得该问题加剧,导致初始最大CFL数极小,收敛速度缓慢。原始LU-SGS算法仅考虑化学反应源项和对流项的隐式处理,通过推导黏性项Jacobian矩阵谱半径并采用对角近似处理,发展了热化学非平衡FLU-SGS和BLU-SGS两种全隐LU-SGS算法;针对高焓二维圆柱和轴对称返回舱算例,对比改进前后三种算法的收敛特性。结果表明,FLU-SGS及BLU-SGS算法能够快速建立强黏性干扰和大分离流场、解决热化学非平衡复杂流计算中的刚性问题,实现初始最大CFL数3至5个量级的提升,加速收敛效果明显。
关键词
高超声速
热化学非平衡
数值刚性
全隐LU-SGS算法
收敛性
Keywords
hypersonic
thermochemical non-equilibrium
numerical stiffness
fully implicit LU-SGS algorithm
convergence
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
压缩机工作过程模拟中数值振荡问题的成因分析及改善方法
2
作者
王炳棋
畅云峰
机构
西安交通大学能源与动力工程学院
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期161-167,共7页
文摘
为解决数值模拟压缩机工作过程中存在的数值振荡和发散问题,采用四阶后向差分(BDF-4)算法和经典四阶龙格库塔(RK-4)算法分析压缩机基元容积控制方程的稳定性,并对2种算法的计算结果进行对比。结果表明:在吸排气过程中,压力计算的微小偏差会导致质量流量产生较大的误差,从而使基元容积控制方程产生较大的数值刚性,限制了RK-4算法的最大稳定步长;在稳定性上,BDF-4算法的绝对稳定域包含整个负半x轴,可以避免数值刚性引起的振荡和发散,其计算步长不再受数值刚性的限制;对计算效率而言,每步BDF-4算法所消耗时间为同步长RK-4算法的1.7~1.8倍;计算精度上,BDF-4算法与RK-4算法代数精度相同,实际计算时两者的表现也十分接近。BDF-4算法在保证工程精度的前提下提高了压缩机工作过程模拟的稳定性,解决了数值振荡问题,对容积式压缩机的工作过程模拟、新型泄漏通道的研究等有实际意义。
关键词
压缩机
数值刚性
后向差分算法
Keywords
compressor
stiffness
backward difference formula
分类号
TB652 [一般工业技术—制冷工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
全隐LU-SGS算法在高超声速热化学非平衡流刚性问题中的应用
蒋浩
柳军
王君媛
黄伟
杜洋
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
压缩机工作过程模拟中数值振荡问题的成因分析及改善方法
王炳棋
畅云峰
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
0
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职称材料
已选择
0
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参考文献
引证文献
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