浅水流动有限元分析及其高分辨率格式 被引量：6

1

作者 张修忠 王光谦 金生 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2001年第1期13-15,共3页

建立了一种高分辨率格式的有限元法 ,并在此基础上对二维浅水流动的间断问题进行了数值模拟。该有限元格式同传统的有限元法相比 ,既具有较高的离散精度 ,同时又能避免间断附近的高频振荡和对流占优造成的虚假振荡。文中算例给出的以浅... 建立了一种高分辨率格式的有限元法 ,并在此基础上对二维浅水流动的间断问题进行了数值模拟。该有限元格式同传统的有限元法相比 ,既具有较高的离散精度 ,同时又能避免间断附近的高频振荡和对流占优造成的虚假振荡。文中算例给出的以浅水方程作为控制方程的溃坝流动的模拟结果同高分辨率格式的有限体积法、有限差分法的模拟结果吻合较好 ,表明文中的格式是可靠有效的。 展开更多

关键词 浅水流动 有限元分析 高分辨率格式 溃坝流动

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高精度高分辨率格式模拟离心叶轮内湍流流场 被引量：2

2

作者 谭大治 袁新 《汽轮机技术》 北大核心 2003年第3期139-141,共3页

应用LU-SGS-GE隐式格式和改良型高阶MUSCLTVD格式,通过求解全三维可压缩Reynolds平均的Navier-Stokes方程和低Reynolds数q-ω双方程湍流模型,对后弯角30°的Krain离心叶轮在设计工况下通道内复杂的三维流动进行了计算。计算结果与... 应用LU-SGS-GE隐式格式和改良型高阶MUSCLTVD格式,通过求解全三维可压缩Reynolds平均的Navier-Stokes方程和低Reynolds数q-ω双方程湍流模型,对后弯角30°的Krain离心叶轮在设计工况下通道内复杂的三维流动进行了计算。计算结果与实验数据符合良好,说明该方法适用于大逆压梯度流动的数值模拟,可以用来深入研究离心压气机内各种复杂的三维流动现象。 展开更多

关键词 数值模拟 q—w山湍流模型 高分辨率格式 MUSCL TVD格式 LU—SGS—GE隐式格式

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四个对激波与涡旋有高分辨率的计算格式的比较

3

作者 黄敦 杨淳 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1994年第9期759-765,共7页

近十年来，计算非定常无粘可压气体力学Ｅｕｌｅｒ方程组的高分辨率差分格式有显著进展。本文选择四个近年受到重视的格式，用一较复杂的二维不定常问题作进一步的考验。所选算例为平面激波遇矩形障碍物初始阶段的绕射与反射。在挡板头... 近十年来，计算非定常无粘可压气体力学Ｅｕｌｅｒ方程组的高分辨率差分格式有显著进展。本文选择四个近年受到重视的格式，用一较复杂的二维不定常问题作进一步的考验。所选算例为平面激波遇矩形障碍物初始阶段的绕射与反射。在挡板头部有两个尖角点，角点附近流场参量变化剧烈，会有中心稀疏波和集中涡的出现，要模拟好它们，就要求格式有较好的适应性。本文选择特殊的激波马赫数Ｍ＿ｓ＝２．０６８，使静止坐标系下激波后流速恰为声速，并沿中心稀疏波区从角点发出的一条曲线也有这一现象，以考察各格式在方程组某一特征值恰为零时的计算特点，因零特征值可以使某些格式局部受损。计算结果的图形显示可表明四个格式在激波分辨率，格式粘性、膨胀波的计算、模拟非定常集中涡产生过程的能力等方面的性质。 展开更多

关键词 高分辨率格式 激波 反射 绕射 涡旋

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二维溃坝问题的高分辨率数值模拟 被引量：11

4

作者 王嘉松 倪汉根 金生 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第10期1213-1216,共4页

对二维浅水方程空间方向的差分分裂，引入ＭＵＳＣＬ型的两参数限量函数，采用组合型的二阶ＴＶＤ格式，建立了浅水方程的高分辨率计算模型．以Ｆｒａｃｃｒｏｌｌｏ 等的部分溃坝实验模型为物理模型，模拟了该模型长历时的溃坝洪水演... 对二维浅水方程空间方向的差分分裂，引入ＭＵＳＣＬ型的两参数限量函数，采用组合型的二阶ＴＶＤ格式，建立了浅水方程的高分辨率计算模型．以Ｆｒａｃｃｒｏｌｌｏ 等的部分溃坝实验模型为物理模型，模拟了该模型长历时的溃坝洪水演进过程，给出了典型位置的水位和速度计算并与其实验结果的比较．研究表明，在间断波附近，没有产生数值振荡，数值结果与实验数据相比除溃坝初期在口门附近的水位存在一定的差异外，其余位置和时刻吻合较好，特别是计算速度与实验测定值吻合更好．应用二维浅水方程和本文的高分辨率数值方法能有效地模拟溃坝波的演进过程． 展开更多

关键词 溃坝波 浅水方程 高分辨率格式 数值模拟

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基于Leonard规正变量的修正高分辨率组合格式

5

作者 牛云霞 李春光 景何仿 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期578-586,共9页

通过对规正变量进行重构,本文提出了求解对流扩散方程的修正高分辨率组合格式,它能够求解边界层和大梯度等问题.首先,根据规正变量的定义得出了组合格式的通用表达式,然后对时间项采用二阶中心差分格式,得到了对流扩散方程的离散表达式... 通过对规正变量进行重构,本文提出了求解对流扩散方程的修正高分辨率组合格式,它能够求解边界层和大梯度等问题.首先,根据规正变量的定义得出了组合格式的通用表达式,然后对时间项采用二阶中心差分格式,得到了对流扩散方程的离散表达式,对离散化得到的代数方程组采用TDMA算法求解,并推导出了组合格式计算过程迭代收敛时所满足的充分条件.数值实验表明:新格式具有分辨率高,数值耗散较低,总偏差量较小,能很好模拟场变量的大梯度变化,计算结果优于传统格式. 展开更多

关键词 对流扩散方程 高分辨率组合格式 Leonard规正变量 TDMA算法

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模拟可压缩流的高分辨率有限元法

6

作者 杨中洲 李椿萱 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期171-174,共4页

采用经典的Galerkin方法对N-S方程进行空间离散,再以该半离散格式作为基本格式,参照Kuzmin的思想加入耗散与反耗散项,使所构造的格式具有局部极值不增(LED,Local Extremum Diminishing)性质.对上述半离散格式进行时间离散后所导出的稀... 采用经典的Galerkin方法对N-S方程进行空间离散,再以该半离散格式作为基本格式,参照Kuzmin的思想加入耗散与反耗散项,使所构造的格式具有局部极值不增(LED,Local Extremum Diminishing)性质.对上述半离散格式进行时间离散后所导出的稀疏线性代数方程组,采用了GMRES(Generalized Minimal Residual)迭代法进行求解.为验证所建立的格式及相应的程序,给出了激波管问题和绕圆柱与双椭球超声速流动问题的数值模拟结果. 展开更多

关键词 高分辨率格式 有限元法 激波

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高分辨格式在爆轰数值模拟中的应用 被引量：1

7

作者 丁刚毅 王廷增 徐更光 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 1992年第2期25-29,共5页

研究了双曲型方程高分辨格式的完全守恒型形式,对一维双曲型拉氏程序SIN作了较大的改进,初步实现了高分辨方法在爆轰数值模拟中的应用,尤其是对凝聚炸药的数值计算.算例表明:改进的格式具有激波过渡区窄,过跳与低亏小的优点.这将有助于... 研究了双曲型方程高分辨格式的完全守恒型形式,对一维双曲型拉氏程序SIN作了较大的改进,初步实现了高分辨方法在爆轰数值模拟中的应用,尤其是对凝聚炸药的数值计算.算例表明:改进的格式具有激波过渡区窄,过跳与低亏小的优点.这将有助于实现爆轰反应区机理的数值模拟。 展开更多

关键词 数值模似 高分辨率格式 爆轰

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基于HLL-HLLC的高阶WENO格式及其应用研究 被引量：5

8

作者 傅林 高正红 左英桃 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期128-134,共7页

HLL-HLLC格式能够克服HLLC在强激波附近的激波不稳定现象,并且保持了HLLC的低耗散特性,是一种适合更大马赫数范围的近似黎曼求解器。本文从RANS方程出发,将HLL-HLLC近似黎曼求解器结合五阶WENO重构,实现了对无粘通量的高阶离散;同时,采... HLL-HLLC格式能够克服HLLC在强激波附近的激波不稳定现象,并且保持了HLLC的低耗散特性,是一种适合更大马赫数范围的近似黎曼求解器。本文从RANS方程出发,将HLL-HLLC近似黎曼求解器结合五阶WENO重构,实现了对无粘通量的高阶离散;同时,采用完全守恒形式的四阶中心差分格式处理粘性项,建立了RANS方程的高阶数值求解格式。通过对四个经典算例,钝头体、ONERA M6机翼、DLR F6-WB翼身组合体和DLR F6-WBNP复杂外形的数值模拟,考察了两种WENO改进格式在复杂流场中的表现,研究了高阶格式的收敛特性;给出了在复杂流动中WENO自由参数的推荐值,以增强求解的收敛性。算例结果表明,本文构造的高阶格式鲁棒性好,能够显著改善激波位置和激波强度,捕获更丰富的流场细节,满足复杂工程应用需求。 展开更多

关键词 五阶WENO格式 四阶中心差分格式 HLLC 高分辨率格式 可压缩流动

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求解双曲守恒律的均匀二阶差分格式

9

作者 汪银乐 刘浩 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第4期66-68,共3页

针对一维单个守恒律的初值问题研究了NND格式,在已有的数值方法的基础上,通过限制器函数的修正,提出了一类均匀二阶的高分辨率格式。数值实验结果显示,新格式具有较高的分辨率,且是无波动的。

关键词 NND格式 守恒律 高分辨率格式 限制器函数

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HLL-HLLC格式的构造与应用研究 被引量：6

10

作者 傅林 高正红 张晓东 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期116-122,135,共8页

HLLC格式是一种单调高分辨率格式,能够精确捕捉激波、接触间断和稀疏波,在可压缩流动中具有很高的应用价值;HLL格式相较于HLLC格式,抹平了接触间断,具有较大的数值耗散。然而,数值计算表明,在低马赫数和跨声速计算中表现较好的HLLC格式... HLLC格式是一种单调高分辨率格式,能够精确捕捉激波、接触间断和稀疏波,在可压缩流动中具有很高的应用价值;HLL格式相较于HLLC格式,抹平了接触间断,具有较大的数值耗散。然而,数值计算表明,在低马赫数和跨声速计算中表现较好的HLLC格式,在高马赫数强激波附近出现了激波不稳定现象。本文意图通过研究HLLC和HLL格式的数学性质,构造出一种适合更大马赫数范围的HLL-HLLC格式。新格式在较低马赫数下表现出HLLC的性质,是一种低耗散的格式;在高马赫数时具有HLL格式的性质,能够克服激波不稳定现象。通过对高超声速双楔流动、超声速后台阶流动和高超声速钝头体流动数值模拟证明了本文构造格式克服激波不稳定现象的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 HLL HLLC 高分辨率格式 可压缩流 激波不稳定

全文增补中

浅水方程数值计算方法的研究 被引量：9

11

作者 张修忠 王光谦 金生 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期417-423,共7页

求解以水位为变量的连续方程,并根据Navier Stokes方程压力修正算法的基本思想,建立了浅水方程的水位修正算法,放宽了对离散时间步长的限制。通过对离散方程系数矩阵的重新构造,建立了高分辨率有限元格式,该格式既具有较高的离散精度又... 求解以水位为变量的连续方程,并根据Navier Stokes方程压力修正算法的基本思想,建立了浅水方程的水位修正算法,放宽了对离散时间步长的限制。通过对离散方程系数矩阵的重新构造,建立了高分辨率有限元格式,该格式既具有较高的离散精度又避免了数值解的伪振荡。对动量方程的阻力项做负坡线性化处理,提高了露滩计算的稳定性。数值模拟结果与解析解吻合良好,表明所建立的数值计算方法是正确的和可靠的。 展开更多

关键词 浅水方程 数值计算 水位修正算法 高分辨率格式 有限元法

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近似黎曼解对高超声速气动热计算的影响研究 被引量：12

12

作者 黎作武 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期19-25,共7页

高超声速流场计算一般采用TVD型格式,这些格式中,大多采用了不同形式的近似黎曼解.通过分析和数值验证,论述了激波捕捉格式中近似黎曼解的耗散性质,说明其对高超声速热流计算的影响.数值实验证明,采用低耗散格式可大大提高热流计算精度... 高超声速流场计算一般采用TVD型格式,这些格式中,大多采用了不同形式的近似黎曼解.通过分析和数值验证,论述了激波捕捉格式中近似黎曼解的耗散性质,说明其对高超声速热流计算的影响.数值实验证明,采用低耗散格式可大大提高热流计算精度,降低热流计算对网格的依赖程度,从而获得精确的热流数值解. 展开更多

关键词 高超声速 气动热 数值模拟 高分辨率格式 耗散

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求解二维浅水波方程的群速度修正法 被引量：1

13

作者 周超红 姚清河 朱庆勇 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期19-24,共6页

研究了利用群速度控制法的思想构造二维浅水波方程高分辨率格式。利用群速度修正的思想,得到了三阶迎风群速度控制格式、四阶群速度控制格式等多种高分辨率格式;通过引入色散度量以及各向异性度量的概念,为评估差分算子对微分算子的逼... 研究了利用群速度控制法的思想构造二维浅水波方程高分辨率格式。利用群速度修正的思想,得到了三阶迎风群速度控制格式、四阶群速度控制格式等多种高分辨率格式;通过引入色散度量以及各向异性度量的概念,为评估差分算子对微分算子的逼近程度提供了标准。 展开更多

关键词 高分辨率格式 群速度控制法 2D浅水波方程

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堤防溃决的流动分析及冲刷坑计算 被引量：15

14

作者 张修忠 王光谦 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2002年第1期18-24,共7页

以平面二维浅水方程和不平衡输沙理论作为建模基础 ,采用高分辨率有限元格式捕捉溃坝涌波的传播 ,建立了堤坝瞬间溃决后水流运动和河床冲刷的二维数学模型。计算了不同溃口宽度、不同流量和不同粒径土体组成条件下的堤坝瞬时溃决的水流... 以平面二维浅水方程和不平衡输沙理论作为建模基础 ,采用高分辨率有限元格式捕捉溃坝涌波的传播 ,建立了堤坝瞬间溃决后水流运动和河床冲刷的二维数学模型。计算了不同溃口宽度、不同流量和不同粒径土体组成条件下的堤坝瞬时溃决的水流演进和冲坑发展 ,为钢木土石组合坝的结构受力及稳定性分析提供水动力学条件。 展开更多

关键词 堤防溃决 冲刷坑 高分辨率有限元格式 数值模拟 水动力学 平面二维浅水方程 不平衡输沙理论

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