用双时间推进法求解非定常N-S方程的有关问题讨论 被引量：10

1

作者 宋文萍 杨永 乔志德 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期433-437,共5页

对于直升机旋翼绕流、飞机机动飞行等非定常问题 ,必须采用相应的非定常运动方程予以求解。而如何提高求解非定常运动方程的计算效率 ,一直是非定常计算中亟待解决的问题。针对这一问题 ,本文简要介绍了旨在提高求解非定常 N- S方程计... 对于直升机旋翼绕流、飞机机动飞行等非定常问题 ,必须采用相应的非定常运动方程予以求解。而如何提高求解非定常运动方程的计算效率 ,一直是非定常计算中亟待解决的问题。针对这一问题 ,本文简要介绍了旨在提高求解非定常 N- S方程计算效率的双时间推进方法 ,并讨论了在应用双时间推进方法时不同物理时间求导精度、不同内迭代收敛标准、不同物理时间步长对计算结果和计算效率的影响。 展开更多

关键词 双时间推进法 非定常N-S方程 飞机 空气动力学

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用时间推进法数值求解叶轮机械跨音叶栅的粘性绕流问题

2

作者 刘仪 陈铁 +1 位作者 刘斌 向一敏 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第10期49-54,69,共7页

应用一种高效、可靠的数值方法来模拟叶轮机械叶栅内部的实际流动，获取大量真实的流动信息，据此，在工程上可以总结出各种实用的规律，这样，可以为现代叶型设计提供一种快速、可靠、实用的途径．数值试验表明：用文中提出的二阶精度... 应用一种高效、可靠的数值方法来模拟叶轮机械叶栅内部的实际流动，获取大量真实的流动信息，据此，在工程上可以总结出各种实用的规律，这样，可以为现代叶型设计提供一种快速、可靠、实用的途径．数值试验表明：用文中提出的二阶精度隐式矢通量单步差分格式求解叶栅的跨音流场，具有精度高、稳定性好、计算量少、收敛快等优点，在流场的计算中，较好地捕获了激波，与实验比较，结果令人满意． 展开更多

关键词 叶轮机械 叶栅 数值模拟 粘性绕流 时间推进法

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管式发射燃气流动计算方法及特性研究

3

作者 谢军虎 赵英豪 +2 位作者 杜文强 李浩镕 傅德彬 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第7期162-167,共6页

燃气流动对火箭、导弹发射安全有着重要影响,采用有效的数值方法模拟发射时燃气流场和载荷特性具有重要价值。为探究火箭、导弹管式热发射时燃气流场特性,围绕发射过程中自由射流和发射管内受限流动状态,分别采用局部时间步长定常模型... 燃气流动对火箭、导弹发射安全有着重要影响,采用有效的数值方法模拟发射时燃气流场和载荷特性具有重要价值。为探究火箭、导弹管式热发射时燃气流场特性,围绕发射过程中自由射流和发射管内受限流动状态,分别采用局部时间步长定常模型、全局时间步长定常模型和非定常模型进行求解计算。结果表明:局部时间步长和全局时间步长能够获得相吻合的燃气自由射流结构,但不同模型获得的发射管内受限燃气流场存在显著差异;局部时间步长定常模型收敛于局部平衡状态,发射管内出现明显雍塞;全局时间步长定常模型收敛于完全发展的无雍塞流动状态;非定常模型则出现先雍塞,而后雍塞区逐渐后移并消失的时变过程。 展开更多

关键词 燃气流动 发射管 时间推进法 局部时间步长 雍塞流动

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双时间法求解大迎角翼型绕流非定常N-S方程 被引量：4

4

作者 宋文萍 杨永 +1 位作者 乔志德 Pahlke.K 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1999年第4期466-471,共6页

本文采用双时间推进法、顶点格式有限体积法求解非定常ＮＳ方程，应用多层网格技术计算了ＮＡＣＡ００１２ 翼型大迎角振荡绕流，并对伪时间推进收敛精度、物理时间步长、多层网格迭代方式等对计算结果与计算ＣＰＵ 时间的影响进行了讨... 本文采用双时间推进法、顶点格式有限体积法求解非定常ＮＳ方程，应用多层网格技术计算了ＮＡＣＡ００１２ 翼型大迎角振荡绕流，并对伪时间推进收敛精度、物理时间步长、多层网格迭代方式等对计算结果与计算ＣＰＵ 时间的影响进行了讨论，另外还讨论了采用Ｂａｌｄｗ ｉｎ－ Ｌｏｍ ａｘ 湍流模型时用固定转捩或全湍流模式对计算结果的影响，并与实验结果进行了比较。 展开更多

关键词 双时间推进法 非定常NS方程 绕流 翼型 大迎角

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双时间法在弹丸非定常流场模拟中的应用 被引量：2

5

作者 高旭东 武晓松 王晓鸣 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2004年第S7期157-160,共4页

采用Jameson提出的双时间推进方法改进的隐式有限体积TVD数值格式,对有攻角高速旋转SOCBT弹丸非定常流场进行了数值模拟。计算结果表明:流场在经过约一个旋转周期之后形成了动态稳定状态,弹丸表面压力呈现出稳定的周期性波动,整个绕流... 采用Jameson提出的双时间推进方法改进的隐式有限体积TVD数值格式,对有攻角高速旋转SOCBT弹丸非定常流场进行了数值模拟。计算结果表明:流场在经过约一个旋转周期之后形成了动态稳定状态,弹丸表面压力呈现出稳定的周期性波动,整个绕流场表现为非定常周期性变化,计算得到的马格努斯力系数与试验值的对比令人满意,说明该格式是进行弹箭非定常流场数值模拟的有效方法。 展开更多

关键词 有限体积TVD格式 双时间推进法 非定常流场 弹丸

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电网电压跌落下基于二分迭代和NITA法的同步调相机全域瞬态流热分析

6

作者 王立坤 宋旭升 +3 位作者 寇宝泉 孙玉田 沈峰裕 李靖琰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期8292-8303,I0031,共13页

同步调相机安装在特高压输电系统换流站内用于稳定输电系统的电压,输电系统可能发生电压跌落故障决定其需要具备工作在极限运行状态的能力。温升是制约调相机极限调节能力的重要因素之一,因此,对同步调相机极限运行时的瞬态流热分析非... 同步调相机安装在特高压输电系统换流站内用于稳定输电系统的电压,输电系统可能发生电压跌落故障决定其需要具备工作在极限运行状态的能力。温升是制约调相机极限调节能力的重要因素之一,因此,对同步调相机极限运行时的瞬态流热分析非常必要。该文建立调相机与输电系统耦合的暂态分析模型,研究电网电压跌落时调相机的瞬态响应特性。为综合评价电网电压跌落故障对调相机热表征的影响,建立300 Mvar同步调相机全域内流固耦合瞬态分析模型;提出一种二分迭代的流固耦合模型边界确定方法,通过数以亿计的多面体网格离散(共1.4亿网格单元),同时,基于非迭代时间推进法对全域复杂传热模型进行求解,研究调相机多风腔内流体和温度相互影响机理;探讨极限运行状态下温度约束对调相机安全运行的影响。为对该文所提研究方法进行验证,开展调相机总装温升实验,证明其可行性与准确性。 展开更多

关键词 同步调相机 电网电压跌落 非迭代时间推进法 瞬态流固特性

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跨声风扇周向畸变流动的谐波平衡法计算 被引量：11

7

作者 杜鹏程 宁方飞 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期391-397,共7页

研究了采用"相位延迟"边界条件的谐波平衡法用于周向进气畸变计算的可行性及其计算效率,考虑了进气总压畸变形式为正弦波和方波的两种情况。对于正弦波形式的进气总压畸变采用较少阶数的谐波计算就可得到和双时间推进法相近... 研究了采用"相位延迟"边界条件的谐波平衡法用于周向进气畸变计算的可行性及其计算效率,考虑了进气总压畸变形式为正弦波和方波的两种情况。对于正弦波形式的进气总压畸变采用较少阶数的谐波计算就可得到和双时间推进法相近的计算结果,计算速度最大可以提高48倍。对于方波形式的进气畸变,则需要采用更多阶数的谐波计算才能还原得到较准确的非定常流场,计算速度提高了7倍。算例表明,谐波平衡法可以有效的应用于跨声风扇周向进气畸变的非定常计算中,同时大幅提高计算速度。 展开更多

关键词 跨声风扇 周向进气畸变 谐波平衡法 双时间推进法 相位延迟

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亚、跨、超音速及不可压流动的数值分析方法的研究 被引量：5

8

作者 赵兴艳 苏莫明 苗永淼 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期397-401,共5页

为了对亚、跨、超音速及不可压无粘流动进行数值模拟 ,将 L U- SGS方法与预处理方法结合 ,给出了 PL U- SGS方法。方程离散基于有限体积法 ,采用高阶精度 AUSMPW格式。方程求解采用了特征边界条件。通过典型算例的数值试验对比分析 ,表... 为了对亚、跨、超音速及不可压无粘流动进行数值模拟 ,将 L U- SGS方法与预处理方法结合 ,给出了 PL U- SGS方法。方程离散基于有限体积法 ,采用高阶精度 AUSMPW格式。方程求解采用了特征边界条件。通过典型算例的数值试验对比分析 ,表明 PL U- SGS方法可以有效地对亚、跨、超音速及不可压流动进行数值模拟 。 展开更多

关键词 亚音速流动 跨音速流动 不可压无粘流动 超音速流动 PLU-SGS方法 计算流体力学 隐式时间推进法 有限体积法

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高Re数下N-S方程有限元数值解法研究 被引量：2

9

作者 郭新贵 倪福生 +1 位作者 洪锡军 胡沛成 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期65-68,共4页

采用原参数形式N S方程直接解法 ,研究高Re数下N S方程数值解法 .波阵技术可节省内存 ,提高计算效率 ;混合插值函数可避免求解过程中的压力振荡 ;时间推进解法和简化迎风有限元技术可防止解的非物理振荡 ;低雷诺数的收敛解作为高雷诺数... 采用原参数形式N S方程直接解法 ,研究高Re数下N S方程数值解法 .波阵技术可节省内存 ,提高计算效率 ;混合插值函数可避免求解过程中的压力振荡 ;时间推进解法和简化迎风有限元技术可防止解的非物理振荡 ;低雷诺数的收敛解作为高雷诺数的初场 ,定常解作为非定常解初场 ,可提高解稳定性 ,加快收敛速度 .最后以驱动方腔为计算实例 ,对解法进行了验证 ,得到的结果与经典结果吻合较好 ,为高Re数下N S方程的数值解提供了参考 . 展开更多

关键词 N-S方程 高Re数 Gsalerkin有限元 时间推进法

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基于预处理方法的流动数值分析 被引量：2

10

作者 苏莫明 赵兴艳 苗永淼 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期332-335,共4页

以预处理方法为基础 ,采用了有限体积法 ,并将高精度高分辨率迎风格式与隐式时间推进法 LU- SGS格式结合 ,对低速到超音速范围内的流动进行数值分析。为了提高 AUSMPW+ 格式的计算精度 ,采用了三阶 MUSCL格式。为了验证本文方法对低速... 以预处理方法为基础 ,采用了有限体积法 ,并将高精度高分辨率迎风格式与隐式时间推进法 LU- SGS格式结合 ,对低速到超音速范围内的流动进行数值分析。为了提高 AUSMPW+ 格式的计算精度 ,采用了三阶 MUSCL格式。为了验证本文方法对低速到超音速范围内的无粘和粘性流动的数值分析效果 ,对几个典型算例进行了数值试验。本文的数值结果与文献计算结果和实验数据基本一致 ,表明本文方法可以有效地对低速到超音速范围内的流动进行数值分析。 展开更多

关键词 隐式时间推进法 有限体积法 预处理方法 不可压流动 数值分析 差分格式

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新的多重网格算法在压气机流场计算中的应用 被引量：1

11

作者 王学德 周敏 +1 位作者 张相毅 徐学邈 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2006年第2期13-14,17,共3页

根据在流场数值计算中使用多重网格方法可以加速收敛的原理,在叶栅流场控制方程使用有限体积差分法进行离散的前提下,提出了一种新的4重网格方法来加速求解压气机叶栅可压缩流动,该方法可以与显式时间推进法有效配合使用。通过对NASA67... 根据在流场数值计算中使用多重网格方法可以加速收敛的原理,在叶栅流场控制方程使用有限体积差分法进行离散的前提下,提出了一种新的4重网格方法来加速求解压气机叶栅可压缩流动,该方法可以与显式时间推进法有效配合使用。通过对NASA67超音速轴流压气机叶栅流场的数值计算表明,该方法明显加快了流场计算的收敛速度,并且计算结果与试验结果吻合较好。 展开更多

关键词 多重网格法 有限体积差分 时间推进法

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不同马赫数Navier-Stokes方程计算方法的研究

12

作者 赵兴艳 苏莫明 苗永淼 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期429-435,共7页

为了在低马赫数到高马赫数范围内求解可压缩Navier_Stokes方程 ,给出了基于预处理算法的PLU_SGS方法·　将高分辨率AUSMPW格式与三阶MUSCL格式融合 ,将其扩展到三阶精度 ,并采用特征边界条件·　为了验证该方法的有效性 ,通过... 为了在低马赫数到高马赫数范围内求解可压缩Navier_Stokes方程 ,给出了基于预处理算法的PLU_SGS方法·　将高分辨率AUSMPW格式与三阶MUSCL格式融合 ,将其扩展到三阶精度 ,并采用特征边界条件·　为了验证该方法的有效性 ,通过求解曲线坐标系可压缩Navier_Stokes方程 ,对几个典型流动问题进行了数值计算·　计算结果与文献计算结果或实验数据比较表明 ,该方法对不同马赫数Navier_Stokes方程的计算 。 展开更多

关键词 非线性双曲型方程 计算流体动力学 预处理算法 隐式时间推进法 特征边界条件 高阶精度

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多重网格法求解轴流压气机内部流场

13

作者 衣同训 姜勇 索沂生 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期96-99,共4页

提出了一种能够与显式时间推进法、有限体积差分格式、粘性体积力法有效地配合使用的多重网格法来求解轴流压气机内部流场。作者对美国NASA37#跨音速轴流压气机转子内部流场的数值计算表明 ,多重网格法的计算结果与试验结果吻合很好 ,... 提出了一种能够与显式时间推进法、有限体积差分格式、粘性体积力法有效地配合使用的多重网格法来求解轴流压气机内部流场。作者对美国NASA37#跨音速轴流压气机转子内部流场的数值计算表明 ,多重网格法的计算结果与试验结果吻合很好 ,同时该多重网格法的收敛速度比不用多重网格法加快了 1 5倍。 展开更多

关键词 多重网格法 有限体积差分格式 时间推进法 粘性体积力 轴流压气机

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基于通流CFD方法的涡轮可控涡设计研究 被引量：1

14

作者 蒋筑宇 范召林 +1 位作者 邱名 陈劲帆 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第20期7994-8004,共11页

为进一步实现高性能涡轮精准气动设计、提升涡轮效率,基于Euler方程通流计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)技术发展了控制叶排出口环量的涡轮可控涡设计方法。设计方法通过时间推进法求解二维流动方程,采用具有TVD性质的... 为进一步实现高性能涡轮精准气动设计、提升涡轮效率,基于Euler方程通流计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)技术发展了控制叶排出口环量的涡轮可控涡设计方法。设计方法通过时间推进法求解二维流动方程,采用具有TVD性质的三阶精度Godunov格式,时间方向按显式-隐式交替求解。损失系数通过模型计算后在径向重新分布,在给定叶排出口环量分布后涡轮气动设计开始进行。利用设计方法对某型航空发动机单级涡轮进行了自由涡和可控涡设计,并利用三维CFD方法验证气动性能。通过对比分析,可以发现设计方法可以有效实现可控涡设计。相比三维模拟结果,通流结果流量误差在0.2%左右,膨胀比误差在-0.02左右,效率误差不超过0.77%;可控涡设计比自由涡设计效率更高,转子叶根反力度更高,叶排根部二次流和流动分离更弱、损失更低。 展开更多

关键词 涡轮气动设计 通流CFD技术 时间推进法 损失分布 可控涡设计

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叶轮盖侧切削的级性能分析 被引量：3

15

作者 刘瑞韬 徐忠 刘长胜 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期979-983,共5页

应用时间推进法求解连续性方程、时均N-S方程、能量方程、理想气体状态方程及Yang＆Shihk-ε紊流模型,对含分流叶片的半开式叶轮及叶片扩压器组成的离心压缩机模型级级内三维粘性流场进行了数值分析,得出了与实测结果一致的性能曲线.在... 应用时间推进法求解连续性方程、时均N-S方程、能量方程、理想气体状态方程及Yang＆Shihk-ε紊流模型,对含分流叶片的半开式叶轮及叶片扩压器组成的离心压缩机模型级级内三维粘性流场进行了数值分析,得出了与实测结果一致的性能曲线.在此基础上对叶轮等直径盖侧切削后的模型级进行了数值分析.计算及实验结果表明,切削后叶轮内部激波损失及扩压器吸力面侧低能区范围均减小;切削后叶轮盖侧的逆流区在扩压器前级的收缩作用下在扩压器内部基本没有扩大,有效降低了混合损失;叶轮盖侧切削后模型级的级性能优于原模型级,表明对模型级进行等直径叶轮盖侧切削可成为压缩机模型级设计的有效方法.为了加快收敛,计算时采用了隐式残差平均法及完全多重网格技术. 展开更多

关键词 盖侧切削 半开式叶轮 时间推进法 多重网格

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多孔介质中受限层流冲击射流的流动与换热特性 被引量：3

16

作者 张红军 邹正平 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2033-2044,共12页

基于两区(two-domain)模型采用基于预处理的时间推进法对铺设有多孔介质层的恒温平板在受限层流冲击射流作用下的流动与换热特性进行了研究,其中多孔区域动量方程采用Brinkman-Forchheimer拓展Darcy模型,能量方程则采用局部热平衡(LTE)... 基于两区(two-domain)模型采用基于预处理的时间推进法对铺设有多孔介质层的恒温平板在受限层流冲击射流作用下的流动与换热特性进行了研究,其中多孔区域动量方程采用Brinkman-Forchheimer拓展Darcy模型,能量方程则采用局部热平衡(LTE)模型,并对porous/fluid交界面切应力跳跃条件对多孔介质冲击射流的影响进行了分析。流体的控制方程采用基于密度的有限体积法来求解,并针对于多孔区域低速流动特点采用相对应的预处理矩阵来消除控制方程的刚性。还对Reynolds数、孔隙率、Darcy数、热导率比、多孔介质层厚度等参数的变化对流动结构及换热特性的影响进行了分析。研究结果表明,在目前的计算条件下,在其他参数一定时,Reynolds数、孔隙率对通道内流动结构的影响有限;Darcy数、多孔介质层厚度则对流动结构的影响很大;上述参数对受冲击平板的总体换热性能均有明显的影响。在受冲击平板上铺设适当厚度的高渗透率、高热导率的多孔材料能有效地增强换热性能。 展开更多

关键词 多孔介质层 冲击射流 基于预处理的时间推进法 流动与换热特性

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扰动风作用下多段翼型流动的数值模拟及流动控制

17

作者 李亮 李孝伟 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期710-717,共8页

运用有限体积法、双时间推进法、动态嵌套网格技术、网格速度法等数值技术实现了多段翼型在扰动风作用下的非定常流场的数值计算,并研究了襟翼摆动对扰动风下多段翼型上的气动力的作用和控制规律。首先,运用NACA0006翼型阵风响应的理论... 运用有限体积法、双时间推进法、动态嵌套网格技术、网格速度法等数值技术实现了多段翼型在扰动风作用下的非定常流场的数值计算,并研究了襟翼摆动对扰动风下多段翼型上的气动力的作用和控制规律。首先,运用NACA0006翼型阵风响应的理论解对本文数值方法的可靠性进行了验证。然后,对带30%襟翼的GW-2翼型在具有垂直于来流方向的周期性扰动风环境下的气动力性能进行数值计算,结果表明:多段翼型的升力随时间亦呈现周期性变化,其周期变化频率与扰动风频率相同,升力的波动幅值与扰动风幅值呈正比关系。进一步地,通过改变襟翼的摆动幅值和摆动相位的办法,研究了襟翼运动对扰动风的作用和控制规律,结论是:针对一定频率的扰动风,运用适当幅值和相位的襟翼摆动加以控制。 展开更多

关键词 多段翼型 扰动风 流动控制 双时间推进法 动态嵌套网格

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