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BLU-SGS方法在WCNS高阶精度格式上的数值分析 被引量:5
1
作者 王光学 张玉伦 +3 位作者 王运涛 李松 孟德虹 李伟 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期733-739,共7页
高阶精度计算方法的收敛效率是目前CFD重要的研究内容之一。应用多块对接结构网格技术,基于雷诺平均的Navier-Stokes方程(RANS)和五阶空间离散精度的显式加权紧致非线性格式(WCNS-E),针对NLR7301两段翼型和Trap Wing梯形翼两个低速算例... 高阶精度计算方法的收敛效率是目前CFD重要的研究内容之一。应用多块对接结构网格技术,基于雷诺平均的Navier-Stokes方程(RANS)和五阶空间离散精度的显式加权紧致非线性格式(WCNS-E),针对NLR7301两段翼型和Trap Wing梯形翼两个低速算例,重点研究了BLU-SGS迭代方法应用于WCNS-E高阶精度格式上的收敛效率问题。通过与LU-SGS迭代方法收敛效率和计算结果的比较,研究结果表明:BLU-SGS迭代方法的收敛效率明显优于LU-SGS迭代方法;对于收敛的流场,BLU-SGS迭代方法的计算结果与LU-SGS方法的结果基本相同。 展开更多
关键词 高阶精度格式 计算效率 时间推进 Blu-sgs WCNS格式 低速流动
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高超声速流动计算中LU-SGS隐式算法的应用 被引量:3
2
作者 曹文斌 李桦 丁国昊 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期18-23,共6页
在高超声速条件下,对原始LU-SGS格式及其改进方法的收敛速度做了深入的比较分析,目的是进一步更好地将LU-SGS算法用于工程上复杂外形的计算模拟中。二维圆柱,三维钝锥及空天飞机算例的结果表明:对于高超声速粘性流动的计算,粘性项应进... 在高超声速条件下,对原始LU-SGS格式及其改进方法的收敛速度做了深入的比较分析,目的是进一步更好地将LU-SGS算法用于工程上复杂外形的计算模拟中。二维圆柱,三维钝锥及空天飞机算例的结果表明:对于高超声速粘性流动的计算,粘性项应进行隐式处理;BLU-SGS方法给出的内迭代方式的收敛性优于DP-LUR方法所给出的内迭代方式;LU-SGS算法中雅克比系数矩阵的计算方式对计算量及收敛性影响较大,若采用精确的矩阵形式,则在流动无分离情况下能取得快速收敛的效果,而在含有流动分离的情况,因受稳定性的影响,精确的矩阵形式的收敛表现不及对角近似形式。 展开更多
关键词 lu-sgs算法 收敛性 高超声速 计算流体力学
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非结构网格上浅水方程的LU-SGS隐式算法 被引量:6
3
作者 杨彬 汪德爟 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期483-487,共5页
针对浅水数值模拟的特点,建立了可以在非结构网格上求解浅水方程的LU-SGS隐式算法.对复杂地形的底坡项进行了修正,并利用淹没节点法处理移动边界问题.利用算例对此隐式算法进行了模拟验证,并与Roe显式算法进行了比较.结果表明,隐式算法... 针对浅水数值模拟的特点,建立了可以在非结构网格上求解浅水方程的LU-SGS隐式算法.对复杂地形的底坡项进行了修正,并利用淹没节点法处理移动边界问题.利用算例对此隐式算法进行了模拟验证,并与Roe显式算法进行了比较.结果表明,隐式算法可以有效地缩短计算时间,具有良好的计算和收敛效果.长江口实际潮流模拟结果也证明了此隐式算法处理实际浅水问题的能力. 展开更多
关键词 非结构网格 浅水方程 lu-sgs算法 复杂地形 移动边界
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间断Galerkin有限元隐式算法GPU并行化研究
4
作者 高缓钦 陈红全 +1 位作者 贾雪松 徐圣冠 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期21-33,I0001,共14页
为了提高间断伽辽金(discontinuous Galerkin,DG)有限元方法的计算效率,围绕求解Euler方程,构建了基于图形处理器(graphics processing unit,GPU)并行加速的隐式DG算法。算法结合Roe格式进行空间离散,采用人工黏性法处理激波等间断问题... 为了提高间断伽辽金(discontinuous Galerkin,DG)有限元方法的计算效率,围绕求解Euler方程,构建了基于图形处理器(graphics processing unit,GPU)并行加速的隐式DG算法。算法结合Roe格式进行空间离散,采用人工黏性法处理激波等间断问题,时间推进选用下上对称高斯-赛德尔(lower-upper symmetric Gauss-Seidel,LU-SGS)隐式格式。为了克服传统隐式格式固有的数据关联依赖问题,借助于本文提出的面向任意网格的单元着色分组技术,先给出了LUSGS隐式格式的并行化改造,使得隐式时间推进能按颜色组别依次并行,由于同一颜色组内算法已不存在数据关联,可以据此实现并行化。在此基础上,再结合DG算法局部紧致等特点,基于统一计算设备架构(compute unified device architecture,CUDA)编程模型,设计了依据单元的核函数,并构建了对应的线程与数据结构,给出了DG有限元隐式GPU并行算法。最后,发展的算法通过了多个二维和三维典型流动算例考核与性能测试,展示出隐式算法GPU加速的效果,且获得的计算结果能与现有的文献或实验数据接近。 展开更多
关键词 间断伽辽金方法 lu-sgs隐式格式 GPU并行化 单元着色分组 EULER方程
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用隐式方法和WENO格式计算悬停旋翼跨声速无粘流场 被引量:6
5
作者 徐丽 杨爱明 +1 位作者 丁珏 翁培奋 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期607-612,共6页
寻找一种能够准确计算以涡为主要特征的复杂流场和克服尾迹耗散问题的数值方法,一直是旋翼空气动力学研究的热点和难点。本文发展了一种基于高阶迎风格式计算悬停旋翼无粘流场的隐式数值方法。无粘通量采用Roe通量差分分裂格式,为提高精... 寻找一种能够准确计算以涡为主要特征的复杂流场和克服尾迹耗散问题的数值方法,一直是旋翼空气动力学研究的热点和难点。本文发展了一种基于高阶迎风格式计算悬停旋翼无粘流场的隐式数值方法。无粘通量采用Roe通量差分分裂格式,为提高精度,使用五阶WENO格式进行左右状态插值,并与MUSCL插值进行比较。为提高收敛到定常解的效率,时间推进采用LU-SGS隐式方法。用该方法对一跨声速悬停旋翼无粘流场进行了数值计算,数值结果表明WENO-Roe的激波分辨率高于MUSCL-Roe,体现出了格式精度的提高对计算结果的改善,LU-SGS隐式方法的计算效率比5步Runge-Kutta显式方法的高。 展开更多
关键词 旋翼 悬停 EULER方程 WENO格式 Roe格式 格式
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圣维南方程组4点线性隐格式的稳定性分析 被引量:16
6
作者 胡庆云 王船海 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期397-401,共5页
圣维南方程组是工程实践中应用广泛的一类流体动力学方程组,4点线性隐格式亦是目前较为成熟的计算圣维南方程组的差分格式.依据非线性稳定性的定义,提出用增长因子M(τ)判别非线性差分格式的稳定性,针对圣维南方程组的4点线性隐式差分格... 圣维南方程组是工程实践中应用广泛的一类流体动力学方程组,4点线性隐格式亦是目前较为成熟的计算圣维南方程组的差分格式.依据非线性稳定性的定义,提出用增长因子M(τ)判别非线性差分格式的稳定性,针对圣维南方程组的4点线性隐式差分格式,给出了计算增长因子M(τ)切实可行的方法,并结合算例得到了增长因子M(τ)的一些近似数据.稳定性研究结果将有助于更好地选择时步长τ和网格步长Δx,对改善计算格式的稳定性具有指导意义. 展开更多
关键词 圣维南方程组 4点线性格式 非线性稳定性 增长因子M(τ)
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Preissmann隐式格式在弯曲河道中的应用 被引量:6
7
作者 蒋艳 雷正雄 《水资源保护》 CAS 2001年第3期39-41,共3页
对弯曲河道基于Preissmann格式的水流计算提出了可行的方法 ,进一步扩充了明渠一维非恒定流计算 (隐式 )程序包MYBC/Y1的功能 ,经长江江苏段内水流的实例计算 ,取得了较为理想的结果。
关键词 非恒定流 弯曲河道 明渠 Preissmann格式 水流计算
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解抛物型方程的一族高精度隐式差分格式 被引量:8
8
作者 詹涌强 张传林 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第7期790-797,共8页
构造了求解一维抛物型方程的一族高精度隐式差分格式.首先,推导了抛物型方程解的一阶偏导数在特殊节点处的一个差分近似式,利用该差分近似式和二阶中心差商近似式用待定系数法构造了一族隐式差分格式,通过选取适当的参数使格式具有高阶... 构造了求解一维抛物型方程的一族高精度隐式差分格式.首先,推导了抛物型方程解的一阶偏导数在特殊节点处的一个差分近似式,利用该差分近似式和二阶中心差商近似式用待定系数法构造了一族隐式差分格式,通过选取适当的参数使格式具有高阶截断误差;然后,利用Fourier分析法证明了当r大于1/6时,差分格式是稳定的.最后,通过数值试验将差分格式的解与具有同样精度的其它差分格式的解和精确解进行了比较,并比较了差分格式与经典差分格式的计算效率.结果说明了差分格式的有效性. 展开更多
关键词 一维抛物型方程 差分格式 截断误差
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高超音速化学非平衡流的隐式格式迭代解法 被引量:5
9
作者 王浩 吴颂平 陆烨 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期94-97,共4页
针对高超音速化学非平衡流计算中的隐式TVD格式给出了一种迭代解法 .该方法是在原有的Harten Yee格式基础上 ,在每一时间步对无粘部分进行迭代运算 ,目的是为了加速收敛 .借助对模型方程的收敛性分析 ,证明该迭代算法是收敛的 .二维数... 针对高超音速化学非平衡流计算中的隐式TVD格式给出了一种迭代解法 .该方法是在原有的Harten Yee格式基础上 ,在每一时间步对无粘部分进行迭代运算 ,目的是为了加速收敛 .借助对模型方程的收敛性分析 ,证明该迭代算法是收敛的 .二维数值实验表明该方法对于高马赫数时的化学非平衡流能明显提高隐式格式的计算效率 ,其计算结果是满意的 . 展开更多
关键词 高超音速流动 计算流体力学 格式迭代法 化学非平衡流
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用隐式WENO格式计算悬停旋翼跨声速流场 被引量:1
10
作者 徐丽 杨爱明 +1 位作者 翁培奋 丁珏 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期414-420,共7页
发展了一种基于高阶迎风格式的计算悬停旋翼跨声速流场的隐式有限体积法。对流项采用Roe通量差分分裂格式,使用五阶WENO格式进行左右状态重构,并与MUSCL插值进行比较;粘性项采用中心有限体积法。为提高收敛到定常解的效率,时间推进采用L... 发展了一种基于高阶迎风格式的计算悬停旋翼跨声速流场的隐式有限体积法。对流项采用Roe通量差分分裂格式,使用五阶WENO格式进行左右状态重构,并与MUSCL插值进行比较;粘性项采用中心有限体积法。为提高收敛到定常解的效率,时间推进采用LU-SGS隐式方法。数值模拟采用了一种能够有效传递网格间流场信息的重叠网格,其中使用了三层内边界和贡献边界的方法以便插值的直接进行。用该方法对一跨声速悬停旋翼粘性流场进行了数值计算,数值结果表明:与MUSCL格式相比,WENO格式对激波位置捕捉得更准确,具有更强的涡捕捉能力,同时还表明了WENO格式在很大程度上能够克服涡耗散问题。 展开更多
关键词 悬停旋翼 NAVIER-STOKES方程 WENO格式 格式 重叠网格
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解抛物型方程的一个高精度隐式差分格式 被引量:5
11
作者 马明书 王同科 《纺织高校基础科学学报》 CAS 2000年第3期206-209,共4页
用待定参数法对一维抛物型方程构造了一个双参数高精度恒稳定的隐式差分格式 ,格式的截断误差达 O(Δt4+Δx4) ,可用追赶法求解 .
关键词 一维抛物型方程 差分格式 待定参数法
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隐式TVD格式在气液两相爆轰数值模拟中的应用 被引量:2
12
作者 郭永辉 田宙 郝保田 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第6期655-660,共6页
为研究FAE(燃料_空气炸药 )爆炸参数规律 ,运用二维轴对称气液两相方程组模型 ,针对其中的气相方程组采用高分辨率的隐式TVD格式 ,液相方程组采用MacCormack格式 ,较好地对FAE气液两相爆轰产生的爆轰波的发展和传播过程进行了数值模拟 ... 为研究FAE(燃料_空气炸药 )爆炸参数规律 ,运用二维轴对称气液两相方程组模型 ,针对其中的气相方程组采用高分辨率的隐式TVD格式 ,液相方程组采用MacCormack格式 ,较好地对FAE气液两相爆轰产生的爆轰波的发展和传播过程进行了数值模拟 ,计算结果与国内外的研究结果符合良好· 展开更多
关键词 数值模拟 气液两相爆轰 爆轰波 TVD格式
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二维扩散反应方程的三次样条高精度加权隐式差分格式及其多重网格方法 被引量:2
13
作者 马廷福 金涛 葛永斌 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2013年第3期141-146,共6页
利用二阶微商的三次样条四阶紧致差分逼近公式,推导出两种数值求解二维扩散反应方程的两层9点加权隐式紧致差分格式.当θ=1/2时,该格式在时间和空间方向上分别达到二阶和四阶精度.通过Fourier方法讨论知,当1/2≤θ≤1时,格式是无条件稳... 利用二阶微商的三次样条四阶紧致差分逼近公式,推导出两种数值求解二维扩散反应方程的两层9点加权隐式紧致差分格式.当θ=1/2时,该格式在时间和空间方向上分别达到二阶和四阶精度.通过Fourier方法讨论知,当1/2≤θ≤1时,格式是无条件稳定的;当0≤θ<1/2时,格式是条件稳定的.为了克服传统迭代法在求解隐格式方面的困难,差分方程采用多重网格方法进行求解并将本文格式的结果与P-R格式及C-N格式下的结果进行比较.数值实验结果验证本文方法的精确性和可靠性及多重网格方法的效率. 展开更多
关键词 扩散反应方程 加权差分格式 高精度 多重网格方法
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抛物型方程的一族高精度恒稳定的隐式差分格式 被引量:2
14
作者 马明书 王同科 申培萍 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2001年第2期127-130,138,共5页
用待定参数法对一维抛物型方程构造了一族高精度恒稳定的隐式差分格式 ,格式的截断误差达O(Δt3+Δx6 ) ,可用追赶法求解。
关键词 一维抛物型方程 高精度 差分格式 截断误差 追赶法
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无波动、无自由参数、耗散的隐式差分格式 被引量:8
15
作者 张涵信 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1991年第1期97-100,共4页
本文建立了求解NS方程和Euler方程无波动、无自由参数、耗散的隐式差分格式.该格式是TVD的和无条件稳定的.其隐式部分在1,2,3维情况下仅分别依赖于3,5,9个点,且系数矩阵是主对角占优的.计算例题表明,该方法可获得和显式方法相同的精度,... 本文建立了求解NS方程和Euler方程无波动、无自由参数、耗散的隐式差分格式.该格式是TVD的和无条件稳定的.其隐式部分在1,2,3维情况下仅分别依赖于3,5,9个点,且系数矩阵是主对角占优的.计算例题表明,该方法可获得和显式方法相同的精度,能很好地捕捉激波和剪切层,且计算时间比显式有较多的节省. 展开更多
关键词 差分格式 NND格式 EULER方程
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解四阶杆振动方程新的两类隐式差分格式 被引量:8
16
作者 曾文平 《华侨大学学报(自然科学版)》 CAS 2003年第2期136-142,共7页
提出解四阶杆振动方程 2 u t2 +a2 4u x4=0 (其中 a为常数 )的两类新的四层隐式差分格式 .这两类格式都是无条件稳定的 ,其局部截数误差阶分别为 O(τ2 +h2 ) ,O(τ2 +h2 +(τh) 2 ) .进而在特殊情况下 ,得到一个四层显式差分格式 ,... 提出解四阶杆振动方程 2 u t2 +a2 4u x4=0 (其中 a为常数 )的两类新的四层隐式差分格式 .这两类格式都是无条件稳定的 ,其局部截数误差阶分别为 O(τ2 +h2 ) ,O(τ2 +h2 +(τh) 2 ) .进而在特殊情况下 ,得到一个四层显式差分格式 ,其稳定性条件为 r=aτ/h2 ≤ 12 .数值例子表明 。 展开更多
关键词 四阶杆振动方程 差分格式 局部截数误差阶 四层显差分格式 无条件稳定
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抛物型方程的一个高精度隐格式 被引量:1
17
作者 郭明普 马明书 《纺织高校基础科学学报》 CAS 2003年第2期141-143,共3页
利用待定参数法,对一维抛物型方程构造出了一个截断误差为O(△t^4+△x^6)的隐式差分格式,格式的稳定性条件为r=α△t/△x^2≤1,可用追赶法求解。
关键词 待定参数法 一维抛物型方程 差分格式 稳定性条件 求解
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高精度隐式参差光滑格式的构造
18
作者 倪明玖 席光 王尚锦 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期365-372,共8页
参照Lax-Wendroff格式的构造方法,就双曲型方程、抛物型方程和双曲-抛物型方程,构造了一种新的IRS(implicitresidualsmoothing)格式.该IRS格式有二阶或三阶时间精度且大大地拓宽了解... 参照Lax-Wendroff格式的构造方法,就双曲型方程、抛物型方程和双曲-抛物型方程,构造了一种新的IRS(implicitresidualsmoothing)格式.该IRS格式有二阶或三阶时间精度且大大地拓宽了解的稳定区域和CFL数.这种新的IRS格式有中心加权型和迎风偏向型两种,并用von-Neumann分析方法分析了格式的稳定范围.讨论了在透平机械中广泛应用的Dawes方法的局限性,发现该方法对稳态问题得出的解与时间步长的选取有关,对粘性问题求解时,时间步长受严格限制.最后,结合 TVD(total variation diminishing)格式和四阶Runge-Kutta技术,用 IRS格式和 Dawes方法对二维反射激波场进行了数值模拟,数值结果支持本文的分析结论. 展开更多
关键词 Lax-Wendroff格式 参差光滑格式 精度
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高超音速流场的隐式TVD格式并行计算
19
作者 李桦 王承尧 +1 位作者 王正华 王磊 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 1998年第2期5-7,共3页
本文采用区域分割技术和拼接网格的并行策略,发展了一个适合于分布式存贮多机系统的TVD隐式有限体积并行算法;并在PVM并行环境下,对三维高超音速绕流流场实现了多机并行计算,通过负载平衡等方法得到了较高的加速比(在二处理... 本文采用区域分割技术和拼接网格的并行策略,发展了一个适合于分布式存贮多机系统的TVD隐式有限体积并行算法;并在PVM并行环境下,对三维高超音速绕流流场实现了多机并行计算,通过负载平衡等方法得到了较高的加速比(在二处理机系统上加速比为1∶84,在四处理机系统上为3∶44)。 展开更多
关键词 高超音速流场 并行计算 TVD格式
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示踪剂质量浓度方程的简化及其隐式差分格式
20
作者 魏淑惠 周瑞芬 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2004年第2期37-39,共3页
通过对示踪剂质量浓度方程的简化处理 ,给出了一种简化的数学模型 ,以及一种简化模型的隐式差分格式 .在对原模型结果影响甚小的前提下 ,利用此简化模型可减少计算量 .此外 。
关键词 示踪剂 差分格式 质量浓度方程 数值模拟
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