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基于无结构网格有限体积法的风暴潮数值预报模式 被引量:12
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作者 李未 张长宽 王如云 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期9-14,共6页
基于无结构三角单元网格和有限体积法,建立了一个高精度高分辨率的风暴潮二维数值预报模式。该模式采用对岸线有较强拟合能力的无结构网格对求解区域进行离散,采用藤田公式和宫崎正卫风场模式模拟气压场和风场。由于台风暴潮在近岸地区... 基于无结构三角单元网格和有限体积法,建立了一个高精度高分辨率的风暴潮二维数值预报模式。该模式采用对岸线有较强拟合能力的无结构网格对求解区域进行离散,采用藤田公式和宫崎正卫风场模式模拟气压场和风场。由于台风暴潮在近岸地区受底部地形的影响,可能引起非线性较强的波动,从而产生陡度大的波面,因此模式中利用Roe的通量函数给出守恒方程的无粘性通量。针对复杂的海底地形,对模式专门进行了通量梯度项与源项的平衡。应用此模型模拟和预报珠江口地区的风暴潮增水,取得了较满意的结果。 展开更多
关键词 有限体积 无结构网格 风暴潮 珠江口
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轴对称高速碰撞问题的拉格朗日无结构网格有限体积法的并行计算
2
作者 梁珍璇 李荫藩 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期220-227,共8页
给出计算轴对称高速碰撞问题的拉格朗日无结构三角形网格有限体积法的并行格式。
关键词 高速碰撞 无结构网格有限体积法 并行计算
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面向近场有限元法的非结构网格划分及其断裂损伤分析
3
作者 张宪成 池宝涛 +3 位作者 于先泽 郭前建 袁伟 张耀明 《岩土力学》 北大核心 2025年第S1期467-476,490,共11页
工程材料的失效直接影响装备及其构件的可靠性和安全性,且很难采用传统测量方法对其断裂行为进行准确预测。近场动力学作为一种新兴的积分型非局部连续介质力学理论,在模拟材料断裂失效问题上具有良好效果,但该方法不依赖于预生成的网... 工程材料的失效直接影响装备及其构件的可靠性和安全性,且很难采用传统测量方法对其断裂行为进行准确预测。近场动力学作为一种新兴的积分型非局部连续介质力学理论,在模拟材料断裂失效问题上具有良好效果,但该方法不依赖于预生成的网格构造控制方程,在求解大规模问题时存在计算效率较低等挑战。为此,基于键型近场有限元法引入改进栅格法。针对含有任意裂纹的复杂实体模型,提出了基于改进栅格法的非结构网格划分方法,构建了以正交四边形为主的高质量网格自动划分。采用边界拟合算法实现了高质量实体边界拟合,解决了传统由外向内栅格法的实体边界拟合难题。另外,近场有限元法将键型近场动力学与非结构网格划分相结合,充分发挥近场动力学在表示材料非局部作用效应与非连续变形特征的天然优势,同时保持传统有限元法的节点快速遍历等特点。通过将近场有限元法与改进栅格法相结合,验证了该方法在对有限宽度板、L型板、双缺口板和中心缺口圆盘进行断裂损伤分析的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 近场有限 断裂损伤 改进栅格 结构网格划分
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基于非结构网格有限体积法的二维高精度物质输运模拟 被引量:13
4
作者 王志力 陆永军 耿艳芬 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期531-536,共6页
在二维任意多边形无结构网格有限体积水流模型的基础上,通过无插值的通量重构和引入限制因子建立物质输运的高精度无数值震荡数学模型,并从理论上分析了模型的单调和稳定条件。通过旋转流中圆形分布的对流输运算例对模型进行检验,结果... 在二维任意多边形无结构网格有限体积水流模型的基础上,通过无插值的通量重构和引入限制因子建立物质输运的高精度无数值震荡数学模型,并从理论上分析了模型的单调和稳定条件。通过旋转流中圆形分布的对流输运算例对模型进行检验,结果表明模型具有守恒、高精度无数值震荡等优点。最后将模型应用到瓯江河口的盐度输运模拟,计算的潮位、流速和盐度过程与原型吻合良好。 展开更多
关键词 结构网格 有限体积 高精度格式 物质输运
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非结构网格二阶有限体积法中黏性通量离散格式精度分析与改进 被引量:18
5
作者 王年华 李明 张来平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期527-537,共11页
非结构网格二阶有限体积离散方法广泛应用于计算流体力学工程实践中,研究非结构网格二阶精度有限体积离散方法的计算精度具有现实意义.计算精度主要受到网格和计算方法的影响,本文从单元梯度重构方法、黏性通量中的界面梯度计算方法两... 非结构网格二阶有限体积离散方法广泛应用于计算流体力学工程实践中,研究非结构网格二阶精度有限体积离散方法的计算精度具有现实意义.计算精度主要受到网格和计算方法的影响,本文从单元梯度重构方法、黏性通量中的界面梯度计算方法两个方面考察黏性流动模拟精度的影响因素.首先从理论上分析了黏性通量离散中的"奇偶失联"问题,并通过基于标量扩散方程的制造解方法验证了"奇偶失联"导致的精度下降现象,进一步通过引入差分修正项消除了"奇偶失联"并提高了扩散方程计算精度;其次,在不同类型、不同质量的网格上进行基于扩散方程的制造解精度测试,考察单元梯度重构方法、界面梯度计算方法对扩散方程计算精度的影响,结果显示,单元梯度重构精度和界面梯度计算方法均对扩散方程计算精度起重要作用;最后对三个黏性流动算例(二维层流平板、二维湍流平板和二维翼型近尾迹流动)进行网格收敛性研究,初步验证了本文的结论,得到了计算精度和网格收敛性均较好的黏性通量计算格式. 展开更多
关键词 结构网格 有限体积 黏性通量 计算精度 网格收敛性研究 制造解方
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同位非结构和结构网格摄动有限体积法(PFV)求解二维Navier-Stokes方程组 被引量:5
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作者 高智 代民果 +1 位作者 李桂波 柏威 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期222-230,共9页
 根据NS方程组的一阶迎风和二阶中心有限体积(UFV和CFV)格式,导出NS方程组迎风和中心摄动有限体积(UPFV和CPFV)格式· 该格式通过把控制体界面质量通量摄动展开成网格间距的幂级数,并由守恒方程本身求得幂级数系数而获得· ...  根据NS方程组的一阶迎风和二阶中心有限体积(UFV和CFV)格式,导出NS方程组迎风和中心摄动有限体积(UPFV和CPFV)格式· 该格式通过把控制体界面质量通量摄动展开成网格间距的幂级数,并由守恒方程本身求得幂级数系数而获得· 迎风和中心摄动有限体积格式使用了与一阶迎风和二阶中心格式相同的基点数和相同的表达形式,宜于计算机编程· 顶盖驱动方腔流和驻点流标量输运的数值实验证明,迎风PFV格式比一阶UFV、二阶CFV格式有更高的精度,更高的分辨率· 尤其是良好的鲁棒特性· 对顶盖驱动方腔流,在Re数从102到104范围内,亚松弛系数可在0.3~0.8任取。 展开更多
关键词 同位网格 结构网格 结构网格 摄动有限体积 不可压缩流体NS方程组 SIMPLEC算 MSIMPLEC算 SIMPLER算
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基于无结构网格的有限体积法和颗粒方法相结合求解湍流的联合PDF方程 被引量:4
7
作者 葛海文 朱旻明 +4 位作者 胡国辉 李艺 董刚 王海峰 陈义良 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期607-617,共11页
本研究着力于发展一种新的有限体积法和颗粒方法的混合算法 ,用于湍流 (冷态流以及反应流 )的速度 频率 标量联合PDF(probabilitydensityfunction)输运模型方程的数值求解 .采用一种基于无结构网格的有限体积法 ,求解质量、动量、能量... 本研究着力于发展一种新的有限体积法和颗粒方法的混合算法 ,用于湍流 (冷态流以及反应流 )的速度 频率 标量联合PDF(probabilitydensityfunction)输运模型方程的数值求解 .采用一种基于无结构网格的有限体积法 ,求解质量、动量、能量平均守恒方程和平均状态方程 ,为联合PDF的输运模型方程的求解提供其所需的平均速度场和平均密度场 ;颗粒方法中 ,用MonteCarlo算法来求解PDF方程 ,为平均场的计算提供能源源项、雷诺应力、热通量、比热比等信息 .两种方法之间的耦合是一个关键 ,为了验证该算法的可行性 ,论文还对二维V型槽后的湍流冷态流场进行了数值模拟 ,并与实验、大涡模拟、k 模型的结果进行了比较 ,结果表明 ,该算法的结果与实验结果吻合得较好 . 展开更多
关键词 湍流 联合PDF方程 混合算 有限体积 颗粒方 MONTE-CARLO方 无结构网格 几率密度函数
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无结构网格上平面二维水沙模拟的有限体积法 被引量:18
8
作者 施勇 胡四一 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期409-415,共7页
基于无结构网格有限体积法的算法框架 ,通过引入跨单元界面法向水沙数值通量的逆风分解 ,将悬沙与床沙交换以及分组挟沙力计算模式自然地嵌入二维水沙运动方程组的数值格式中 ,形成高精度、守恒性好的二维水沙有限体积算法。最后 ,利用... 基于无结构网格有限体积法的算法框架 ,通过引入跨单元界面法向水沙数值通量的逆风分解 ,将悬沙与床沙交换以及分组挟沙力计算模式自然地嵌入二维水沙运动方程组的数值格式中 ,形成高精度、守恒性好的二维水沙有限体积算法。最后 ,利用该算法对谭江樟州河段的水沙输运和河床变形进行了数值模拟。结果表明 ,该算法能够较好地模拟复杂条件下河道水沙输运的往复特征和河床变形的动态过程 。 展开更多
关键词 无结构网格 二维水沙方程组 有限体积 水沙输运 河床变形
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二维浅水波方程的非结构网格ENO型有限体积法 被引量:8
9
作者 朱华君 宋松和 《湖南师范大学自然科学学报》 CAS 北大核心 2007年第1期21-26,共6页
考虑二维浅水波方程及其离散方法,对二维非结构三角形网格给出了ENO型有限体积法,主要思想是在每一个单元上对各物理量构造线性插值多项式,再选择不同的数值流函数,得到两种复合型有限体积格式,时间离散采用二阶Runge-Kutta方法.对二维... 考虑二维浅水波方程及其离散方法,对二维非结构三角形网格给出了ENO型有限体积法,主要思想是在每一个单元上对各物理量构造线性插值多项式,再选择不同的数值流函数,得到两种复合型有限体积格式,时间离散采用二阶Runge-Kutta方法.对二维溃坝问题进行数值模拟,结果表明,这两种格式精度高且稳定. 展开更多
关键词 结构网格 有限体积 浅水波方程
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基于非正交结构网格有限体积法的铝型材挤压过程数值模拟关键技术 被引量:3
10
作者 王锐 赵国群 +1 位作者 娄淑梅 吴向红 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期134-139,共6页
文章基于非正交结构网格,建立了大变形铝型材非稳态挤压过程有限体积法数值模拟的数学模型。给出了非正交结构网格上有限体积法的基本控制方程,研究了非正交网格上有限体积法模拟铝型材挤压过程的关键技术。将流体体积法(VOF)应用于三... 文章基于非正交结构网格,建立了大变形铝型材非稳态挤压过程有限体积法数值模拟的数学模型。给出了非正交结构网格上有限体积法的基本控制方程,研究了非正交网格上有限体积法模拟铝型材挤压过程的关键技术。将流体体积法(VOF)应用于三维非正交网格来捕捉材料流动前沿,采用塑性剪切模型施加了摩擦边界,结合本构方程和粘度迭代,开发了铝型材挤压过程数值模拟程序。针对一大挤压比的典型薄壁铝型材挤压过程进行了数值模拟,得出了速度场、等效应力、等效应变速率等。将模拟结果与有限元软件DEFORM-3D的模拟结果进行对比,验证了该文所建立数学模型的可行性和正确性。 展开更多
关键词 铝型材挤压 有限体积 非正交网格 VOF 摩擦
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油藏组分模型的无网格扩展有限体积法
11
作者 饶翔 徐云峰 +2 位作者 刘伟 周玉辉 刘怡娜 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期709-717,748,共10页
本文开发了油藏组分模型的首个无网格数值求解器。该无网格求解器使用生成时受拓扑约束较少的点云和扩展有限体积法分别离散油藏计算域和控制方程,可以直接使用网格类模拟器中已有的非线性求解器计算全局非线性离散方程组而获取油藏计... 本文开发了油藏组分模型的首个无网格数值求解器。该无网格求解器使用生成时受拓扑约束较少的点云和扩展有限体积法分别离散油藏计算域和控制方程,可以直接使用网格类模拟器中已有的非线性求解器计算全局非线性离散方程组而获取油藏计算域压力、相饱和度和组分浓度的分布。采用两个典型的油藏组分模型算例(包括CO_(2)驱和蒸汽驱)用以检验该无网格模拟器的计算表现。算例结果表明,相较于网格类方法,该无网格模拟器能够显著降低对复杂油藏计算域的离散难度,且能避免笛卡尔网格有限体积法的网格取向效应,提高了计算精度和非线性求解的收敛效率。 展开更多
关键词 广义有限差分方 网格扩展有限体积 油藏组分模型 油藏数值模拟
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非结构网格上Euler方程有限体积解法的改进 被引量:3
12
作者 周春华 伍贻兆 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期313-317,共5页
对二维非结构三角形网格上 Euler方程有限体积解法的格点格式进行了一些改进 ,重点在于提高数值解的精度 ,细致处理人工粘性项的尺度因子以及对该项建立适当的边界条件 ;发展一种新的基于最长边剖分的三角形网格自适应加密方法。采取多... 对二维非结构三角形网格上 Euler方程有限体积解法的格点格式进行了一些改进 ,重点在于提高数值解的精度 ,细致处理人工粘性项的尺度因子以及对该项建立适当的边界条件 ;发展一种新的基于最长边剖分的三角形网格自适应加密方法。采取多步 Runge-Kutta格式推进、当地时间步长、隐式残值光顺等措施加速迭代收敛。文末给出的数值结果非常接近于参考文献中结构网格上的结果 。 展开更多
关键词 结构网格 EULER方程 有限体积 翼型 网格自适应
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基于非结构化网格同位有限体积法的粘弹流体数值模拟 被引量:2
13
作者 阮春蕾 欧阳洁 刘帅强 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期160-163,167,共5页
采用基于非结构化三角网格的同位有限体积法模拟了聚合物溶液平板收缩流。其中,聚合物溶液微观尺度大分子的信息通过FENE-P本构模型得以在宏观场上体现。数值求解过程中,速度与压力、速度与应力间的耦合通过动量插值实现。通过与结构化... 采用基于非结构化三角网格的同位有限体积法模拟了聚合物溶液平板收缩流。其中,聚合物溶液微观尺度大分子的信息通过FENE-P本构模型得以在宏观场上体现。数值求解过程中,速度与压力、速度与应力间的耦合通过动量插值实现。通过与结构化网格数值结果及实验结果的比较,验证了该方法在粘弹流动问题求解中的正确性。与此同时,文中根据构象张量给出了分子微观结构直观的可视化描述方法,并分析了不同流动区域分子形变以及分子取向等微观信息。 展开更多
关键词 结构网格 有限体积 FENE-P模型 平板收缩流 分子构象
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基于迎风型有限体积法的非结构化网格流场格心数据高质量体绘制方法 被引量:1
14
作者 马千里 李思昆 +2 位作者 白晓征 曾亮 徐华勋 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期150-156,共7页
在计算流体力学领域,对复杂流场进行数值模拟时常用非结构化网格划分空间,并广泛采用迎风型有限体积法求解流场。该方法将数值解存储在非结构化网格单元(控制体)中心,产生格心数据,并假设物理量在相邻单元邻接面上形成"间断"... 在计算流体力学领域,对复杂流场进行数值模拟时常用非结构化网格划分空间,并广泛采用迎风型有限体积法求解流场。该方法将数值解存储在非结构化网格单元(控制体)中心,产生格心数据,并假设物理量在相邻单元邻接面上形成"间断"。然而,在可视化此类数据时,目前的重构方法破坏了间断约束,导致"流间断"信息丢失,严重制约了绘制质量。为此,在多遍光线投射算法框架下,设计了基于双控制体的采样点间断态重构方法,确保了邻接面上产生间断的流场值,使重构结果如实反映数值计算结果;并针对该重构过程,设计了基于间断片段的图像合成方案,将数值解中的"流间断"信息传递给绘制数据。实验表明,方法能显著提高绘制质量,清晰准确地显示流场内部特征。 展开更多
关键词 流场可视化 迎风型有限体积 结构网格 格心数据 体绘制
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二维非结构网格的一个TVD型有限体积方法 被引量:2
15
作者 黄师化 汪继文 李付鹏 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2004年第5期522-525,共4页
文章将有关文献提出的有限差分算法应用到有限体积方法中,在无结构任意三角形网格上建立了一种守恒型有限体积的高分辨率算法,该方法简单易行,应用改进后的算法到二维浅水波方程的求解上,进行了二维部分溃坝、圆坝两个算例的数值模拟,... 文章将有关文献提出的有限差分算法应用到有限体积方法中,在无结构任意三角形网格上建立了一种守恒型有限体积的高分辨率算法,该方法简单易行,应用改进后的算法到二维浅水波方程的求解上,进行了二维部分溃坝、圆坝两个算例的数值模拟,模拟结果表明:改进后的算法既有较高的激波捕捉能力,又能处理界面任意复杂的计算问题。 展开更多
关键词 有限体积 无结构网格 浅水波方程 激波捕捉
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非结构三角形网格的一个 ENO 型有限体积方法 被引量:2
16
作者 宋松和 陈矛章 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第6期718-721,共4页
基于双曲型守恒律方程,对非结构三角形网格给出了一种ENO(EsentialyNonoscilatoryScheme)型有限体积格式,方法的主要思想是先对每一个三角形单元构造一个加权的二次插值多项式,而在计算交界面的... 基于双曲型守恒律方程,对非结构三角形网格给出了一种ENO(EsentialyNonoscilatoryScheme)型有限体积格式,方法的主要思想是先对每一个三角形单元构造一个加权的二次插值多项式,而在计算交界面的流通量时采用了两点高斯积分公式以保证格式的整体精度,时间离散采用三阶TVDRungeKuta方法.最后给出了该格式收敛的数值阶。 展开更多
关键词 双曲型方程 高斯求积 结构网格 有限体积
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二维浅水波方程的非结构网格TVD型有限体积法 被引量:2
17
作者 朱华君 宋松和 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1575-1578,1595,共5页
考虑二维浅水波方程及其离散方法,对非结构三角形网格给出了TVD型有限体积法。在离散单元对物理量作单调线性重构函数,通过选择不同的数值流函数,构造了两种复合型有限体积格式;时间离散采用二阶Runge-Kutta方法。对二维溃坝问题及非平... 考虑二维浅水波方程及其离散方法,对非结构三角形网格给出了TVD型有限体积法。在离散单元对物理量作单调线性重构函数,通过选择不同的数值流函数,构造了两种复合型有限体积格式;时间离散采用二阶Runge-Kutta方法。对二维溃坝问题及非平底部溃坝问题进行数值模拟,结果表明,两种方法精度高且稳定,可以处理具有任意水下地形的二维浅水波问题。 展开更多
关键词 结构网格 有限体积 浅水波方程 TVD方
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Jameson有限体积法对非结构网格推广的改进 被引量:6
18
作者 黄明恪 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1999年第1期15-20,共6页
本文将Delaunay法用于复杂物形的非结构网格生成,并利用黄明恪提出的布点原理避免边界穿透。绕流的计算采用Euler方程和Jameson的有限体积法。本文对三维问题提出新的激波敏感器,对方法做了改进,并用于AGAR... 本文将Delaunay法用于复杂物形的非结构网格生成,并利用黄明恪提出的布点原理避免边界穿透。绕流的计算采用Euler方程和Jameson的有限体积法。本文对三维问题提出新的激波敏感器,对方法做了改进,并用于AGARDM6机翼、导弹模型和飞机模型的绕流计算。 展开更多
关键词 欧拉方程 非线结构网格 有限体积 绕流问题
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基于格点的非结构网格时域有限体积算法及其应用 被引量:1
19
作者 高煜堃 陈红全 蒲赛虎 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期550-557,共8页
为了避免传统算法电磁场基于对偶网格交错采样的做法,发展了一种电磁场基于单一非结构网格格点的时域有限体积算法。该算法借鉴了计算流体力学的做法,结合求解麦克斯韦方程,空间离散采用Steger-Warming通量分裂,时间离散则按照四步Runge... 为了避免传统算法电磁场基于对偶网格交错采样的做法,发展了一种电磁场基于单一非结构网格格点的时域有限体积算法。该算法借鉴了计算流体力学的做法,结合求解麦克斯韦方程,空间离散采用Steger-Warming通量分裂,时间离散则按照四步Runge-Kutta格式推进求解。通量运算涉及的控制体表面物理量的面值采用函数逼近重构确定。文中给出了基于格点的面值函数逼近重构的具体实施方法。算例表明:面值重构改通常的线性函数逼近为二次函数逼近可提高计算精度;由于算法是基于非结构网格的格点发展的,适合处理多体及多部件干扰等复杂情形。 展开更多
关键词 时域有限体积 格点格式 结构网格 面值重构 麦克斯韦方程 电磁场 计算流体力学 完全匹配层 雷达散射截面
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无结构三角形网格下运动界面追踪的WENO有限体积法
20
作者 卢长娜 王如云 孙建树 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期105-109,共5页
在处理运动界面追踪问题的流体体积函数(VOF)法的基础上,给出了一种无结构三角形网格下的高分辨率的运动界面捕捉方法.该方法采用高精度的加权本质无振荡(WENO)有限体积格式离散VOF函数的空间导数,采用三阶TVD Runge-kutta方法离散时间... 在处理运动界面追踪问题的流体体积函数(VOF)法的基础上,给出了一种无结构三角形网格下的高分辨率的运动界面捕捉方法.该方法采用高精度的加权本质无振荡(WENO)有限体积格式离散VOF函数的空间导数,采用三阶TVD Runge-kutta方法离散时间导数,采用Lax-Friedrichs通量作为数值流通量.数值试验结果表明,用该方法来进行旋转速度场和剪切速度场的运动界面追踪,可以得到与理论解非常一致的追踪结果. 展开更多
关键词 运动界面 追踪 流体体积函数 WENO格式 有限体积 无结构三角形网格
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