基于Euler方程的三维自适应笛卡尔网格应用研究 被引量：21

1

作者 肖涵山 陈作斌 +1 位作者 刘刚 江雄 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期202-210,共9页

本文采用非结构自适应笛卡尔网格和有限体积法求解了三维Euler方程。在网格生成过程中,采用了基于模型几何数据、模型表面曲率和流场特征为基础的网格自适应生成及加密方法,采用模型特征恢复技术保证了计算模型与原始外形的一致。在计算... 本文采用非结构自适应笛卡尔网格和有限体积法求解了三维Euler方程。在网格生成过程中,采用了基于模型几何数据、模型表面曲率和流场特征为基础的网格自适应生成及加密方法,采用模型特征恢复技术保证了计算模型与原始外形的一致。在计算中,将以中心差分为基础的Jameson有限体积法在三维笛卡尔网格中进行了推广。本文中对导弹、歼击机等复杂问题进行了数值实验,计算结果与风洞实验结果符合良好,并在工程实际中成功应用。 展开更多

关键词 euler方程 三维自适应笛卡尔网格 有限体积法 网格生成 飞行器

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二维Euler方程的自适应非结构网格生成方法 被引量：1

2

作者 常利娜 尹河 严传俊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期19-23,共5页

发展了一种用于数值模拟二维Euler方程的自适应非结构网格的生成方法。这一方法根据背景网格提供的信息直接确定内部结点的位置 ,然后依照Delaunay准则 ,将新结点加入到已有网格划分中。用于平面流及管道流的实际计算中 ,结果表明 ,该... 发展了一种用于数值模拟二维Euler方程的自适应非结构网格的生成方法。这一方法根据背景网格提供的信息直接确定内部结点的位置 ,然后依照Delaunay准则 ,将新结点加入到已有网格划分中。用于平面流及管道流的实际计算中 ,结果表明 ,该方法不受流场形状及流动特征的限制 。 展开更多

关键词 自适应处理 非结构网格 网格生成 二维euler方程 发动机 空气动力学

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基于非结构自适应网格的二维Euler方程数值求解方法研究 被引量：1

3

作者 杨雨薇 虞佳磊 +2 位作者 张亚萍 李幸刚 邱晓朴 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2016年第9期981-992,共12页

提出了一种基于非结构自适应网格的二维Euler方程的数值解法.采用有限体积法进行空间离散,通量计算采用Jamson中心格式,使得它适用于任意多边形计算单元.为了得到定常解,采用一种显式的四步Runge-Kutta迭代方法对时间进行积分.根据流场... 提出了一种基于非结构自适应网格的二维Euler方程的数值解法.采用有限体积法进行空间离散,通量计算采用Jamson中心格式,使得它适用于任意多边形计算单元.为了得到定常解,采用一种显式的四步Runge-Kutta迭代方法对时间进行积分.根据流场参数的变化梯度确定加密边,由加密准则进行自适应网格剖分,然后得到分布合理的加密过后的网格.求解二维Euler方程,对NACA0012翼型进行了数值模拟,通过对自适应前后的数值解的对比,说明所建立的方法是正确的. 展开更多

关键词 euler方程 数值解法 非结构网格 自适应网格

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基于有限体积格式的自适应笛卡尔网格虚拟单元方法及其应用 被引量：7

4

作者 胡偶 赵宁 +1 位作者 刘剑明 王东红 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期491-495,共5页

基于自适应笛卡尔网格,结合虚拟单元方法处理浸入边界,发展了一种有限体积格式实现模式,数值模拟了二维无粘可压缩流动。本文发展的方法相对于传统的有限差分方法具有执行效率快,易于获得守恒性等优点。最后,利用一些标准算例和多物体... 基于自适应笛卡尔网格,结合虚拟单元方法处理浸入边界,发展了一种有限体积格式实现模式,数值模拟了二维无粘可压缩流动。本文发展的方法相对于传统的有限差分方法具有执行效率快,易于获得守恒性等优点。最后,利用一些标准算例和多物体流场的计算问题验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 虚拟单元方法 自适应笛卡尔网格 有限体积格式 多物体 欧拉方程

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自适应笛卡尔网格Ghost Cell方法研究 被引量：5

5

作者 刘剑明 赵宁 +1 位作者 胡偶 王东红 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期61-65,共5页

在笛卡尔网格中,利用Ghost Cell方法处理浸入边界,模拟二维无粘可压缩流。针对静止物体,比较了各种不同的Ghost Cell边界条件下的熵误差,总压误差,以及阻力系数。此外为提高激波分辨率,将Ghost Cell方法与基于叉树结构的自适应笛卡尔网... 在笛卡尔网格中,利用Ghost Cell方法处理浸入边界,模拟二维无粘可压缩流。针对静止物体,比较了各种不同的Ghost Cell边界条件下的熵误差,总压误差,以及阻力系数。此外为提高激波分辨率,将Ghost Cell方法与基于叉树结构的自适应笛卡尔网格算法相结合,数值结果显示本文的方法是切实可行的。 展开更多

关键词 GHOST Cell方法 笛卡尔网格 自适应 欧拉方程

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三维非结构贴体直角网格的N-S方程数值模拟 被引量：6

6

作者 李盾 纪楚群 马汉东 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期477-481,490,共6页

基于八叉树数据结构,采用直接分层光顺的方法,解决了非结构直角网格在物面不正交贴体的难点,发展了任意复杂外形的三维非结构贴体直角网格,并且可以根据流场特征进行自适应处理。在此基础上采用最小二乘法对N-S方程进行了MUSCL有限体积... 基于八叉树数据结构,采用直接分层光顺的方法,解决了非结构直角网格在物面不正交贴体的难点,发展了任意复杂外形的三维非结构贴体直角网格,并且可以根据流场特征进行自适应处理。在此基础上采用最小二乘法对N-S方程进行了MUSCL有限体积法的非结构网格的粘性求解,提出了带约束边界条件的最小二乘法的处理办法。计算表明,三维非结构贴体直角网格的粘性求解,可以适应各种高超声速的复杂外形,计算结果与试验吻合较好。 展开更多

关键词 非结构贴体直角网格 网格自适应 有限体积 最小二乘 NS方程

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NND格式在非结构网格中的推广 被引量：25

7

作者 张来平 张涵信 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第2期135-142,共8页

在张涵信提出的无波动、无自由参数的差分格式（ＮＮＤ格式）的基础上，构造了适用于非结构网格的二阶精度ＮＮＤ有限体积格式，解决了现有非结构网格方法中为抑制激波附近的波动而必须引入含自由参数的人工粘性项的困难，并采用网格自... 在张涵信提出的无波动、无自由参数的差分格式（ＮＮＤ格式）的基础上，构造了适用于非结构网格的二阶精度ＮＮＤ有限体积格式，解决了现有非结构网格方法中为抑制激波附近的波动而必须引入含自由参数的人工粘性项的困难，并采用网格自适应技术以提高效率．通过对二维平板激波反射和前台阶在管道内的流动问题的计算，表明本方法可有效地用于Ｅｕｌｅｒ方程的求解． 展开更多

关键词 非结构网格 NND格式 N-S方程

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采用自适应直角网格计算三维增升装置绕流 被引量：6

8

作者 桑为民 李凤蔚 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期80-86,共7页

针对三维增升装置绕流，对存在剪刀叉的不连续外形，基于自适应直角网格，提出并介绍了分区和面搭接技术，采用变长宽比网格，进行了直角网格生成和流场 Euler 方程数值计算．根据几何外形的特点，在直角网格生成过程中，以外形不连续... 针对三维增升装置绕流，对存在剪刀叉的不连续外形，基于自适应直角网格，提出并介绍了分区和面搭接技术，采用变长宽比网格，进行了直角网格生成和流场 Euler 方程数值计算．根据几何外形的特点，在直角网格生成过程中，以外形不连续面作为分区边界，对初始“根”网格实施分区处理，降低了整个网格的生成难度．通过基于外形的自适应网格加密，详细描述了剪刀叉外形和缝道，提高了网格质量．在分区边界面上，基于面搭接技术，构造重叠面积切割算法，实现边界两侧网格间的流场信息传递，保证流场计算中的通量守恒．采用中心有限体积方法，结合双时间推进算法，完成了两段机翼、带增升襟翼翼身组合体绕流流场的 Euler 方程数值模拟，对计算结果与实验数据进行了对比，验证了所提方法、算法的合理性和实用性． 展开更多

关键词 自适应直角网格 三维增升装置 euler方程 分区面搭接 绕流 机翼设计

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用非结构直角网格和欧拉方程计算运载火箭绕流 被引量：4

9

作者 黄明恪 陈红全 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期66-71,共6页

采用八叉树结构 ,物面附近用投影法 ,生成运载火箭绕流计算的非结构直角网格。并将 Jameson的有限体积法推广用于这种网格的欧拉方程计算。算例表明 ,网格生成的机时化费很少 ,质量好 ;欧拉方程解算的收敛质量也好。

关键词 非结构直角网格 欧拉方程 计算 运载火箭 绕流

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基于近似边界条件的翼型跨声速颤振数值模拟研究 被引量：2

10

作者 朱标 乔志德 高超 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期254-258,共5页

采用近似边界条件对二维翼型的跨声速颤振进行了数值模拟。计算网格采用静止的笛卡儿网格,通过薄翼和机翼小变形假设,使用一阶近似边界条件求解欧拉方程;由于文中方法在计算过程中不需要重新生成网格,节省了大量的时间。计算了Isogai机... 采用近似边界条件对二维翼型的跨声速颤振进行了数值模拟。计算网格采用静止的笛卡儿网格,通过薄翼和机翼小变形假设,使用一阶近似边界条件求解欧拉方程;由于文中方法在计算过程中不需要重新生成网格,节省了大量的时间。计算了Isogai机翼模型的颤振边界,与参考文献的计算结果吻合良好,证明了基于近似边界条件的跨声速颤振数值模拟方法的高效性和准确性。 展开更多

关键词 近似边界条件 笛卡尔网格 颤振 欧拉方程

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柱状交界面Richtmyer-Meshkov不稳定性的数值研究 被引量：2

11

作者 马东军 何兴 +1 位作者 孙德军 尹协远 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期398-404,共7页

采用基于有限体积法的二阶Godunov格式模拟了柱形密度交界面在同轴激波加速下的演化过程。得到了以下初步结果:在参数相同的情形下,内聚激波比中心爆炸波对界面的扰动更危险;内聚激波从轻质流体进入重质流体与从重质流体进入轻质流体相... 采用基于有限体积法的二阶Godunov格式模拟了柱形密度交界面在同轴激波加速下的演化过程。得到了以下初步结果:在参数相同的情形下,内聚激波比中心爆炸波对界面的扰动更危险;内聚激波从轻质流体进入重质流体与从重质流体进入轻质流体相比,界面有更快的增长。周向波数大小对界面增长率有很大的影响,在计算的参数下,n=8～12有最大增长率,大于和小于这个范围的周向波长,增长率均明显减弱。 展开更多

关键词 柱状交界面 RICHTMYER-MESHKOV不稳定性 二阶Godunov格式 爆炸波 激波 流体力学 爆炸力学 自适应非结构网格 数值计算

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迎风格式在二维非结构网格中的应用 被引量：2

12

作者 王平 朱自强 吕晓斌 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期588-591,共4页

将原来在结构网格中提出的AUSM+ (AdvectionUpstreamSplittingMethod)格式 ,推广应用于二维非结构网格中 .利用格林 高斯公式对控制体内的变量进行线性重构 ,获得空间二阶精度 ,并采用Barth型限制器以抑制数值解的振荡 .为提高计算效率 ... 将原来在结构网格中提出的AUSM+ (AdvectionUpstreamSplittingMethod)格式 ,推广应用于二维非结构网格中 .利用格林 高斯公式对控制体内的变量进行线性重构 ,获得空间二阶精度 ,并采用Barth型限制器以抑制数值解的振荡 .为提高计算效率 ,采用了自适应多重网格法 .最后给出了NACA0 0 1 2翼型和平板激波反射的几个Euler方程的算例 ,并进行了分析比较 . 展开更多

关键词 计算流体力学 二维非结构网格 迎风格式

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全叉树直角网格民机低速气动特性数值分析

13

作者 桑为民 雷熙薇 李凤蔚 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期749-753,共5页

由于几何外形的复杂性,民机低速气动特性的数值分析成为CFD技术中的难点之一。文章基于直角网格,采用分区面搭接技术,对存在剪刀叉不连续面的民机低速构型进行了绕流流场数值模拟。利用全叉树数据结构,根据当地物面曲率的变化,有选择地... 由于几何外形的复杂性,民机低速气动特性的数值分析成为CFD技术中的难点之一。文章基于直角网格,采用分区面搭接技术,对存在剪刀叉不连续面的民机低速构型进行了绕流流场数值模拟。利用全叉树数据结构,根据当地物面曲率的变化,有选择地完成网格自适应加密,可减少网格数量,提高计算效率。基于中心有限体积方法和双时间推进算法,对民机起飞和着陆构型的绕流流场进行了Euler方程数值模拟,分析了应用八叉树和全叉树数据结构时的区别,计算结果与实验数据的对比,说明所述方法的正确性。 展开更多

关键词 全叉树 直角网格 euler方程 起飞和着陆构型

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基于近似边界条件的三维机翼气动弹性数值模拟研究

14

作者 朱标 乔志德 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期289-293,共5页

物面边界条件采用一阶近似边界条件,计算网格采用静止的笛卡尔网格;通过求解Euler方程,得到三维机翼的非定常气动力,耦合机翼运动方程进行气动弹性的计算;流场和结构之间的数据通过无限平板样条法(IPS)进行交换。使用文中方法计算了三... 物面边界条件采用一阶近似边界条件,计算网格采用静止的笛卡尔网格;通过求解Euler方程,得到三维机翼的非定常气动力,耦合机翼运动方程进行气动弹性的计算;流场和结构之间的数据通过无限平板样条法(IPS)进行交换。使用文中方法计算了三维气动弹性标准模型AGARD 445.6机翼的颤振边界,计算结果与实验结果吻合,表明该方法可以准确高效地求解三维机翼的气动弹性问题。 展开更多

关键词 颤振 计算流体力学 有限体积法 euler方程 笛卡尔网格

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Rankine涡作用下激波变形和分叉的数值研究

15

作者 王革 薛若军 顾璇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B12期209-212,共4页

数值模拟了激波和Rankine涡相互作用，重点研究了波涡相互作用引起的激波结构的变化过程。应用非结构化适应网格下的二阶精度Godunov型的PLM格式来求解Elder方程，对一平面激波与不同涡强Rankine涡相互作用下瞬态激波的运动、发展进行... 数值模拟了激波和Rankine涡相互作用，重点研究了波涡相互作用引起的激波结构的变化过程。应用非结构化适应网格下的二阶精度Godunov型的PLM格式来求解Elder方程，对一平面激波与不同涡强Rankine涡相互作用下瞬态激波的运动、发展进行了研究。漩涡与激波间相对强度的大小对激波结构的影响明显，弱相互作用诱导激波变形，强相互作用诱导激波变形并产生分叉。计算结果表明，应用非结构化适应网格的PLM格式所得到的数值解较好地反映了瞬态激波结构的有关特征和信息。 展开更多

关键词 euler方程 PLM格式 激波-漩涡相互作用 激波变形 激波分叉 非结构化适应网格

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面向飞行器概念设计的全速域气动分析工具 被引量：6

16

作者 吕凡熹 李正洲 +2 位作者 邓经枢 肖天航 余雄庆 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期625-632,共8页

为满足飞行器概念设计中快速气动计算的需求,研究和开发了一种全自动化全速域气动分析集成工具。针对不同的速度域,该工具由三种计算方法组成:1)亚、跨声速情况,采用基于自适应直角网格的非线性全速势方程有限体积解法;2)超声速情况,采... 为满足飞行器概念设计中快速气动计算的需求,研究和开发了一种全自动化全速域气动分析集成工具。针对不同的速度域,该工具由三种计算方法组成:1)亚、跨声速情况,采用基于自适应直角网格的非线性全速势方程有限体积解法;2)超声速情况,采用基于自适应直角网格的欧拉方程有限体积解法;3)高超声速情况,采用基于当地表面斜度法的面元法。不同速度域的多种构型飞行器的算例结果表明,该集成工具的计算精度满足要求,且自动化程度高、收敛速度快,可应用于飞行器概念设计的快速气动分析。 展开更多

关键词 飞行器 空气动力学 概念设计 全速势方程 欧拉方程 当地表面斜度法 自适应直角网格

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基于自适应直角网格的二维全速势方程有限体积解法 被引量：4

17

作者 吕凡熹 肖天航 余雄庆 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期424-430,共7页

为满足亚声速和跨声速飞机概念设计中快速气动计算的需求,研究和发展一种基于自适应直角网格的非线性全速势方程有限体积解法。要点如下。(1)在几何自适应直角网格的基础上,使用结合单元融合的网格切割算法处理物面边界,提出一种修正非... 为满足亚声速和跨声速飞机概念设计中快速气动计算的需求,研究和发展一种基于自适应直角网格的非线性全速势方程有限体积解法。要点如下。(1)在几何自适应直角网格的基础上,使用结合单元融合的网格切割算法处理物面边界,提出一种修正非贴体切割网格的方法。(2)采用隐式格式结合GMRES算法求解该非线性位流方程,针对流场的自适应来捕捉激波。(3)采用镜像法处理物面边界处的无穿透条件,并提出解析的方法来修正镜像单元的值。(4)针对直角网格的特点,提出在库塔线上插入库塔单元的方法施加库塔条件。NACA0012翼型绕流的算例结果表明,该方法用于亚声速和跨声速气动计算能得到令人满意的结果,且自动化程度高、收敛速度快。 展开更多

关键词 全速势方程 直角网格 有限体积法 网格切割 库塔条件 物面边界条件 网格自适应

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自适应网格局部加密方法在可压缩流场模拟中的应用 被引量：2

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作者 沈建雄 黄兰洁 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1991年第3期330-337,共8页

本文基于M.J.Berger和J.Oliger发展的自适应网格局部加密算法,它采用多个组合网格的思想,用于求解双曲型方程组。它结合显式有限差分格式,采用Richardson外推技术自动进行局部截断误差估计,对精度低的区域产生新细网格局部加密,或去除... 本文基于M.J.Berger和J.Oliger发展的自适应网格局部加密算法,它采用多个组合网格的思想,用于求解双曲型方程组。它结合显式有限差分格式,采用Richardson外推技术自动进行局部截断误差估计,对精度低的区域产生新细网格局部加密,或去除无需再加密的旧细网格,以最小的运算量达到给定的精度要求。网格可一层层加密下去,按层次覆盖,每个网格是有任意方向的矩形均匀网格。这套算法独立于求解所用的差分格式,很容易和各种格式结合。 我们从M.J.Berger和J.Oliger程序出发,参考M.J.Berger和P.Colella,对守恒型方程组,实现了粗细网格交接面上数值通量守恒,从而能计算间断解。对网格边界处理、误差估计和网格重新生成等做了一些改进,并且可以灵活地在任何感兴趣区域指定加密。 我们用不定常Euler方程组计算了带前台阶的二维管道中Mach-3流动,采用MacCormack显式附加人工粘性差分格式。共用了四层网格结构:Δ=1/10、1/20、1/80和1/320。其中基本网格是Δ=1/10;到台阶上第一次激波反射区域从Δ=1/20加密至Δ=1/80,计算到定常所需运算量仅是同等均匀网格△=1/80的28％;我们还用Δ=1/320网格对台阶拐角和切向间断处指定加密,结果表明可明显改善台阶上的激波Mach反射,切向间断清晰可辨,所需的计算量是上述均匀网格Δ=1/ 展开更多

关键词 自适应网格 局部网格 加密

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二维移动网格矢通量分裂法 被引量：1

19

作者 李彬彬 郑素佩 王令 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2020年第4期96-102,共7页

针对二维欧拉方程组的数值求解问题,构造基于移动网格的矢通量分裂格式。采用移动网格法对网格进行合理剖分,使得在间断区域网格自适应加密,且整个计算区域的网格不再规则化;用守恒型迎风格式代替中心格式以减少数值耗散。在空间方向上... 针对二维欧拉方程组的数值求解问题,构造基于移动网格的矢通量分裂格式。采用移动网格法对网格进行合理剖分,使得在间断区域网格自适应加密,且整个计算区域的网格不再规则化;用守恒型迎风格式代替中心格式以减少数值耗散。在空间方向上构造新的二阶迎风矢通量分裂格式对方程进行半离散,在时间方向上采用三阶强稳定的龙格-库塔方法进行推进。数值结果表明,新算法具有良好的间断捕捉能力和高分辨率。 展开更多

关键词 二维欧拉方程组 移动网格法 矢通量分裂格式 守恒型迎风格式 自适应变步长

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