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一种求解不可压N-S方程的非结构化网格方法 被引量:9
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作者 徐明海 陶文铨 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期83-86,共4页
将Date压力修正算法推广到非结构化网格中来处理压力与速度的耦合,用具有二阶精度的迎风最小二乘格式离散对流项,用梯度投影法离散扩散项,得到了一种在非结构化网格上求解N-S方程的同位网格法.它充分利用了单元梯度,避免了利用顶点信息... 将Date压力修正算法推广到非结构化网格中来处理压力与速度的耦合,用具有二阶精度的迎风最小二乘格式离散对流项,用梯度投影法离散扩散项,得到了一种在非结构化网格上求解N-S方程的同位网格法.它充分利用了单元梯度,避免了利用顶点信息计算交叉扩散通量的麻烦,所有界面速度都采用线性插值,克服了Rhie&Chow动量插值法的缺点.算例表明,该算法精度较高且健壮稳定,收敛特性也比较好. 展开更多
关键词 非结构化网格 压力修正 纳维尔-斯托克斯方程 同位网格
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旋转坐标系N-S方程无网格/网格混合算法 被引量:1
2
作者 曹骋 陈红全 +1 位作者 张加乐 高煜堃 《航空发动机》 北大核心 2022年第1期19-25,共7页
为了模拟涡桨发动机等绕固定轴旋转的桨叶流场,发展了一种求解旋转体非定常黏性绕流的无网格/网格混合算法。算法基于求解旋转坐标系纳维尔-斯托克斯方程展开,避免了旋转角速度特征物理量的插值运算;计算域采用整体网格和物面附近局部... 为了模拟涡桨发动机等绕固定轴旋转的桨叶流场,发展了一种求解旋转体非定常黏性绕流的无网格/网格混合算法。算法基于求解旋转坐标系纳维尔-斯托克斯方程展开,避免了旋转角速度特征物理量的插值运算;计算域采用整体网格和物面附近局部无网格离散,通过引入无网格和网格对偶点,实现了混合算法绕流信息的跨区交换,并给出了一种对偶点调整选取的方法;基于无网格点云空间导数逼近方法离散控制方程,并结合隐式LU-SGS算法,给出了混合算法求解非定常问题的双时间步隐式推进格式。结果表明:所提算法通过2维振荡翼型非定常绕流、旋转圆柱黏性绕流和模拟发动机桨叶旋转运动的3维悬停旋翼绕流进行了考核,所得升力系数等重要气动数据的变化趋势与文献试验或计算值一致,典型截面处所示的激波强度和位置亦与文献值吻合,展现出算法在模拟旋转部件绕流问题方面具有广阔的工程应用前景。 展开更多
关键词 无网格/网格混合算法 纳维尔-斯托克斯方程 旋转桨叶 旋转流场 涡桨发动机
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使用基于物理信息的卷积神经网络求解Navier–Stokes方程的物理合理且守恒解
3
作者 李健枫 周良滢 +1 位作者 孙经纬 孙广中 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期24-35,23,66,67,共15页
基于物理信息的神经网络方法(PINN)是一种使用神经网络有效求解偏微分方程(PDEs)的新兴方法。基于物理信息的卷积神经网络方法(PICNN)是一种由卷积神经网络(CNNs)增强的PINN的变体。由于卷积神经网络的参数共享特性可以有效地学习空间... 基于物理信息的神经网络方法(PINN)是一种使用神经网络有效求解偏微分方程(PDEs)的新兴方法。基于物理信息的卷积神经网络方法(PICNN)是一种由卷积神经网络(CNNs)增强的PINN的变体。由于卷积神经网络的参数共享特性可以有效地学习空间依赖关系,因此PICNN在一系列偏微分方程的求解问题上取得了更好的结果。然而,应用现有的基于PICNN的方法求解Navier–Stokes方程时会产生振荡的预测解,这违背了物理定律和守恒特性。为了解决这一问题,我们提出了一种将PICNN与有限体积法相结合的新方法,以获得Navier–Stokes方程的物理上合理且具有守恒特性的预测解。我们使用有限体积法推导了Navier–Stokes方程的二阶迎风差分格式。然后我们使用所推导的格式来计算偏导数并构造基于物理信息的损失函数。我们对以稳态Navier–Stokes方程作为控制方程的不同场景进行了实验以评估所提出的方法,包括对流传热问题和顶盖驱动流问题等。实验结果表明,我们的方法可以有效地提高PICNN预测解的物理合理性和准确性。 展开更多
关键词 有限体积法 纳维-斯托克斯方程 偏微分方程 基于物理信息的卷积神经网络
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求解RANS方程的高阶间断Galerkin方法研究 被引量:3
4
作者 李喜乐 杨永 +1 位作者 郝海兵 焦瑾 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期407-411,共5页
基于二维结构网格,对间断Galerkin方法(DGM)求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程进行了研究。根据混合有限元方法的思想,引入辅助变量,对粘性项中的高阶导数项进行降阶处理,再应用DGM对辅助变量方程和降阶后的RANS方程进行联立求解。... 基于二维结构网格,对间断Galerkin方法(DGM)求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程进行了研究。根据混合有限元方法的思想,引入辅助变量,对粘性项中的高阶导数项进行降阶处理,再应用DGM对辅助变量方程和降阶后的RANS方程进行联立求解。对平板层流流动进行了数值模拟,结果表明,随着逼近多项式次数的增加,速度型和摩擦系数更加接近Blasius解。此外,还引入了Bald-win-Lomax湍流模型,对NACA0012翼型跨音速粘性流场进行了数值模拟,与实验结果进行了对比,进一步验证了算法的可靠性。 展开更多
关键词 计算复杂性 可压缩流动 计算流体力学 有限元方法 GALERKIN方法 网格生成 模型 纳维-斯托克斯方程 多项式 间断GALERKIN方法
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带有库仑力可压缩磁流体方程组的衰减估计
5
作者 王伟伟 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期807-812,共6页
在假设密度有上界的情况下,对带有库仑力的多维可压缩等熵磁流体方程组构造出了一个李亚谱诺夫能量函数,并证明弱解在L2范数下指数趋于平衡态.
关键词 纳维尔-斯托克斯方程 弱解 衰减估计 磁流体
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轴流压气机转静二维非定常薄层N-S数值模拟 被引量:3
6
作者 葛宁 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期36-39,共4页
采用非定常薄层Navier Stokes紊流运动方程来描述一跨声轴流压气机中径处的二维转 静非定常流场 ,速度脉动的相关分析表明转子尾迹对静子的势流流场几乎没有什么影响 ,而粘性的影响取决于叶片排之间的轴向距离。
关键词 轴流式压气机 纳维尔斯托克斯方程 二维转-静非定常流场 紊流运动方程 NAVIER-STOKES
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TFT-LCD中的液晶扩散研究 被引量:2
7
作者 刘栋宏 张琦 +3 位作者 张磊 王修亮 毛利军 魏永辉 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期213-218,共6页
为了对液晶滴注工艺和相关不良进行优化改善,本文研究了真空对合之后液晶屏内液晶扩散时间与位移的关系。在牛顿流体假设前提下提出了液晶屏倾斜放置下液晶扩散的模型。数学推导证明,前人研究的平放状态下的方程是倾斜角度为0°时... 为了对液晶滴注工艺和相关不良进行优化改善,本文研究了真空对合之后液晶屏内液晶扩散时间与位移的关系。在牛顿流体假设前提下提出了液晶屏倾斜放置下液晶扩散的模型。数学推导证明,前人研究的平放状态下的方程是倾斜角度为0°时的特殊情况。通过两种状态模型计算数据对比可以得出:位移越大,重力对倾斜状态扩散时间影响越显著,这是在同等扩散位移下两种状态扩散时间的差异所在。面板尺寸大小、形状分布设计等参数会影响液晶扩散的最终形状;液晶盒内间隙、隔垫物会影响液晶扩散速度,间隙越均一,隔垫物密度越小,扩散受到的影响越小。实验研究表明,实测的数据与模型理论计算数据基本相符,基于牛顿流体假设下的模型可以较好地预测液晶的扩散行为。 展开更多
关键词 液晶扩散 液晶滴注工艺 牛顿流体 纳维-斯托克斯方程
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利用自由面RANS方程进行船舶阻力预报
8
作者 周软美 《国外舰船工程》 2001年第9期7-16,共10页
应用各种网格划分计算了不同流动情况的阻力,比较了各种因素对阻力预报精度的影响,并提出了使计算收敛的最佳方法。
关键词 船舶阻力 预报 自由面 网格 RANS方程 纳维-斯托克斯方程 绕船紊流
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多级火箭级间分离流动特性的数值模拟 被引量:16
9
作者 刘君 徐春光 郭正 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期265-267,共3页
针对某型号研制提出一种级间分离设计方案 ,从三维薄层近似N S方程出发 ,对多级火箭级间分离发动机喷流与超声速外流形成的复杂流动进行了数值模拟 ,比较了栅栏构架和排焰孔两种设计方案级间段流场 ,从流动形态分析三维排焰孔模型更为... 针对某型号研制提出一种级间分离设计方案 ,从三维薄层近似N S方程出发 ,对多级火箭级间分离发动机喷流与超声速外流形成的复杂流动进行了数值模拟 ,比较了栅栏构架和排焰孔两种设计方案级间段流场 ,从流动形态分析三维排焰孔模型更为稳定。研究给出不同分离距离下火箭的轴向力系数 ,发现在较近分离距离内 ,后体受到的作用力随距离不是单调减小 ,与分离喷流参数有密切关系。 展开更多
关键词 多级火箭 级间分离 流动特性 数值模拟 纳维尔-斯托克斯方程
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斜切喷管欠膨胀超声速射流的数值模拟 被引量:5
10
作者 乐贵高 马大为 +1 位作者 李自勇 李志刚 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期225-227,共3页
采用三阶MUSCLTVD格式解三维可压缩平均雷诺纳维尔 斯托克斯方程组,湍流模型为Spalart Allmaras代数模型,数值模拟了两种斜切角喷管在喷口压比为2 0,2 8,3 4和4 0条件下的欠膨胀超声速射流场,获得了射流场流谱和参数分布,计算结果和实... 采用三阶MUSCLTVD格式解三维可压缩平均雷诺纳维尔 斯托克斯方程组,湍流模型为Spalart Allmaras代数模型,数值模拟了两种斜切角喷管在喷口压比为2 0,2 8,3 4和4 0条件下的欠膨胀超声速射流场,获得了射流场流谱和参数分布,计算结果和实验数据符合良好,并给出了喷管斜切角和喷口压强比与射流偏转角和扩张角的分布曲线。 展开更多
关键词 斜切喷管 超音速射流 纳维尔-斯托克斯方程 湍流模型 数值仿真
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大小叶片轴流压气机转子流动特性分析 被引量:19
11
作者 严明 陈懋章 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期280-282,共3页
采用全三维粘性数值模拟手段 ,通过与按常规设计转子对比的方法 ,分析研究了大小叶片轴流压气机转子流动特性。分析结果表明 :大小叶片转子流场在叶根亚声速区的流通能力增强、在叶尖跨声速区可以产生更加有利的激波体系 ;小叶片可以有... 采用全三维粘性数值模拟手段 ,通过与按常规设计转子对比的方法 ,分析研究了大小叶片轴流压气机转子流动特性。分析结果表明 :大小叶片转子流场在叶根亚声速区的流通能力增强、在叶尖跨声速区可以产生更加有利的激波体系 ;小叶片可以有效地控制叶栅槽道中气流扩散 ;在较高负荷和相同喘振裕度的条件下 ,大小叶片转子可以比按常规设计的转子在更高的压比。 展开更多
关键词 叶片 轴流压气机 转子 流动特性 数值计算 纳维尔-斯托克斯方程
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分离流动对矢量喷管性能的影响 被引量:7
12
作者 马会民 樊思齐 卢燕 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期421-424,共4页
采用有限体积法计算了轴对称矢量喷管三维粘性流场,通过改进人工粘性及其边界条件提高了计算的收敛性和数值模拟的精度。利用数值模拟研究了矢量喷管的分离流动对矢量推进性能的影响,通过同实验结果对比,验证了数值模拟的精度。研究表明... 采用有限体积法计算了轴对称矢量喷管三维粘性流场,通过改进人工粘性及其边界条件提高了计算的收敛性和数值模拟的精度。利用数值模拟研究了矢量喷管的分离流动对矢量推进性能的影响,通过同实验结果对比,验证了数值模拟的精度。研究表明,分离流动对矢量喷管的性能参数尤其是有效矢量角具有较大影响。 展开更多
关键词 矢量喷管 分离流 有限体积法 纳维尔-斯托克斯方程
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前缘对进气道性能影响的数值模拟 被引量:14
13
作者 王晓栋 乐嘉陵 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期460-462,共3页
应用质量平均的N—S方程和B—L代数湍流模型,在不同压缩面前缘半径条件下,对高超声速进气道的 流场进行了数值模拟,对比研究了进气道压前缘半径对流场结构及性能的影响。在计算过程中,对方程中的对流项 采用了空间为二阶精度的TVD格式,... 应用质量平均的N—S方程和B—L代数湍流模型,在不同压缩面前缘半径条件下,对高超声速进气道的 流场进行了数值模拟,对比研究了进气道压前缘半径对流场结构及性能的影响。在计算过程中,对方程中的对流项 采用了空间为二阶精度的TVD格式,扩散项则采用了二阶中心差分离散。 展开更多
关键词 前缘 高超声速进气道 流动分布 数值仿真 纳维尔-斯托克斯方程 飞行器
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微射流作动器外流场数值模拟 被引量:5
14
作者 高峰 汪亮 杜新 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期244-247,共4页
采用隐式高阶紧致差分格式结合 Beam- Warming近似因式分解法求解全 N- S方程 ,对二维、粘性、非定常、可压微作动器外流场进行数值模拟。内置似牛顿子迭代用来消除因近似因式分解、线性化、显式边界条件及隐式一边采用低阶空间离散所... 采用隐式高阶紧致差分格式结合 Beam- Warming近似因式分解法求解全 N- S方程 ,对二维、粘性、非定常、可压微作动器外流场进行数值模拟。内置似牛顿子迭代用来消除因近似因式分解、线性化、显式边界条件及隐式一边采用低阶空间离散所带来的误差 ,以提高精度。隐式高阶紧致差分格式具有高的精度和强的稳定性。与其它人工粘性方法相比 ,隐式高阶数值过滤方法 ,尤其对马赫数很低的流场计算有明显优越性。计算结果揭示了微射流的特点及其产生、发展与耗散的过程。 展开更多
关键词 微射流 纳维尔-斯托克斯方程 近似因式分解法 数值模拟
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微射流作动器三维外流场数值模拟 被引量:6
15
作者 高峰 汪亮 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期244-249,共6页
采用有限体积法求解Faver平均N S方程,对三维、粘性、非定常、不可压微作动器外流场进行数值模拟。计算结果揭示了微射流产生、发展与耗散的过程,和实验中观察到的现象比较吻合。旋涡对沿展向的不稳定性是涡环破裂、旋涡对的相干性消失... 采用有限体积法求解Faver平均N S方程,对三维、粘性、非定常、不可压微作动器外流场进行数值模拟。计算结果揭示了微射流产生、发展与耗散的过程,和实验中观察到的现象比较吻合。旋涡对沿展向的不稳定性是涡环破裂、旋涡对的相干性消失的主要原因。二次涡的发现为以后研究微射流旋涡对的细微结构打下良好的基础。 展开更多
关键词 微射流作动器 有限体积法 数值模拟 纳维尔-斯托克斯方程 工作原理
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某型导弹尾喷流形状的数值模拟 被引量:5
16
作者 徐春光 刘君 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期141-143,共3页
从三维薄层近似N-S方程出发,采用ENO差分格式,对某型导弹尾流场进行了数值模拟。计算模拟了飞行马赫数Ma=0.8~1.6,海拔高度H=2km~15km,燃烧室总压为20MPa和40MPa条件下导弹的尾流场。计算结果表明与飞行速度相比,海拔高度和燃烧室总... 从三维薄层近似N-S方程出发,采用ENO差分格式,对某型导弹尾流场进行了数值模拟。计算模拟了飞行马赫数Ma=0.8~1.6,海拔高度H=2km~15km,燃烧室总压为20MPa和40MPa条件下导弹的尾流场。计算结果表明与飞行速度相比,海拔高度和燃烧室总压对尾流宽度有显著影响。通过对流场结构的分析与测量,建立了尾流宽度与上述参数的拟合公式,为工程估算这一类型导弹尾流影响边界提供参考。 展开更多
关键词 空空导弹 层流 数值仿真 纳维尔-斯托克斯方程
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带有结构刚度非线性的跨音速翼型颤振特性研究 被引量:2
17
作者 牟让科 杨永年 叶正寅 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期319-321,共3页
以非定常纳维尔 -斯托克斯方程为主管方程 ,计算翼型振荡的瞬态非定常气动力 ,并与带有结构刚度非线性的颤振方程耦合求解 ,用时间推进的方法 ,计算了带有结构刚度非线性的结构响应特性 ,及带有三次型刚度和间隙型刚度非线性的跨音速翼... 以非定常纳维尔 -斯托克斯方程为主管方程 ,计算翼型振荡的瞬态非定常气动力 ,并与带有结构刚度非线性的颤振方程耦合求解 ,用时间推进的方法 ,计算了带有结构刚度非线性的结构响应特性 ,及带有三次型刚度和间隙型刚度非线性的跨音速翼型颤振特性。计算研究表明 ,由于同时具有结构和气动非线性 ,导致了振荡极限环极为复杂的特性。 展开更多
关键词 颤振 非线性振动 纳维尔-斯托克斯方程 结构刚度非线性 跨音速翼型
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涡轮级叶片弦向弯曲与周向弯曲的应用研究 被引量:2
18
作者 刘振德 袁宁 张振家 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期36-39,共4页
通过对涡轮叶片弦向弯曲与周向弯曲各自机理的分析并结合实际的设计经验和数值模拟方法 ,对涡轮级静叶采用弦向弯曲和周向弯曲所应该各自遵循的设计原则进行了研究 ,结果表明两种弯曲规律均可以控制叶栅的二次流动 。
关键词 涡轮叶片 弯曲叶片 二次流 纳维尔-斯托克斯方程
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微射流改变绕流圆柱气动性能的数值模拟 被引量:2
19
作者 高峰 汪亮 任继业 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 2003年第6期17-19,29,共4页
采用有限体积法求解Faver平均N-S方程,对微射流改变绕流圆柱的气动性能进行数值模拟。计算结果显示了在微射流作用下绕流圆柱的气动性能发生改变,揭示了微射流产生的低压回流区是绕流圆柱气动性能发生改变的根本原因,该结果和文献[1]中... 采用有限体积法求解Faver平均N-S方程,对微射流改变绕流圆柱的气动性能进行数值模拟。计算结果显示了在微射流作用下绕流圆柱的气动性能发生改变,揭示了微射流产生的低压回流区是绕流圆柱气动性能发生改变的根本原因,该结果和文献[1]中实验观察到的现象比较吻合。 展开更多
关键词 微射流 圆柱绕流 纳维尔-斯托克斯方程 有限体积法 数值模拟
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三维多段机翼复杂流场的计算和分析 被引量:1
20
作者 吴宗成 朱自强 +1 位作者 李津 陈泽民 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期321-324,共4页
采用中心差分的有限体积方法和分区技术求解了N S(Navier Stokes)方程 ,在分区求解技术中采用了满足通量守恒的内边界耦合条件 .分析讨论了三维襟翼的绕流流场 ,对“剪刀差”处的三维分离进行了探讨 ,初步揭示了绕流的主要特征及对附近... 采用中心差分的有限体积方法和分区技术求解了N S(Navier Stokes)方程 ,在分区求解技术中采用了满足通量守恒的内边界耦合条件 .分析讨论了三维襟翼的绕流流场 ,对“剪刀差”处的三维分离进行了探讨 ,初步揭示了绕流的主要特征及对附近物面压强的影响 .同时 。 展开更多
关键词 襟翼 分离流动 纳维尔-斯托克斯方程 三维 飞机 机翼 复杂流场 计算
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