旋转坐标系下三维MUSCL格式的构成 被引量：9

1

作者 温泉 梁德旺 黄国平 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期58-62,共5页

MUSCL格式是近年来新发展的许多高分辨率格式之一 ,但直接将该格式应用到旋转坐标系时 ,会使计算发散或得到非物理解 ,不能计算旋转机械的内部流场。本文在原有 MUSCL格式的基础上 ,根据旋转坐标系下雷诺平均 N-S方程 ,重新构成了 MUSC... MUSCL格式是近年来新发展的许多高分辨率格式之一 ,但直接将该格式应用到旋转坐标系时 ,会使计算发散或得到非物理解 ,不能计算旋转机械的内部流场。本文在原有 MUSCL格式的基础上 ,根据旋转坐标系下雷诺平均 N-S方程 ,重新构成了 MUSCL格式 ,并且与原有 MUSCL格式进行了比较 ,分析了两者相同与不同之处。利用该格式对两个典型算例 (旋转直管和跨音速压气机 )进行了计算 ,通过与试验结果对比表明 ,重新构成的MUSCL格式能够计算包括跨音速压气机在内的复杂旋转机械流场 ,从而扩展了 MUSCL格式的应用范围。 展开更多

关键词 计算流体力学 muscl格式 压气机转子 旋转流动

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MUSCL格式在跨声速转子流场计算中应用

2

作者 朱阳历 左志涛 +2 位作者 王正明 陈海生 谭春青 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期19-24,共6页

以工程应用为背景,采用Spalart-Allmaras湍流模型和LU-SGS隐式解法,开发了基于MUSCL格式的CFD程序,并将程序应用到压气机跨声速转子内部流场的数值模拟中,研究了5种差分格式限制器的计算效果。与Rotor 67和Rotor 37转子试验数据的对比表... 以工程应用为背景,采用Spalart-Allmaras湍流模型和LU-SGS隐式解法,开发了基于MUSCL格式的CFD程序,并将程序应用到压气机跨声速转子内部流场的数值模拟中,研究了5种差分格式限制器的计算效果。与Rotor 67和Rotor 37转子试验数据的对比表明:当程序采用VanLeer限制器,且入口湍流粘性取值约为3.6倍的分子粘性时,收敛效果最好,能较准确地模拟出流场的总性能参数和激波结构。 展开更多

关键词 跨声转子 muscl格式 限制器 Spalart-Allmaras湍流模型 激波

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一类加权型MUSCL格式的构造

3

作者 韩爽 唐树江 李明军 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1703-1709,共7页

通过引入两个非线性权函数与Yee型对称限制器相结合,构造了一类加权Yee型限制器。将此类加权型限制器应用到高精度MUSCL格式中,从而得到一类加权型MUSCL格式。数值误差分析发现,相比于Yee型对称限制器,加权Yee型限制器具有更低的数值耗... 通过引入两个非线性权函数与Yee型对称限制器相结合,构造了一类加权Yee型限制器。将此类加权型限制器应用到高精度MUSCL格式中,从而得到一类加权型MUSCL格式。数值误差分析发现,相比于Yee型对称限制器,加权Yee型限制器具有更低的数值耗散,且误差更小,收敛速度更快。通过求解三类Riemann问题的数值解进一步发现,加权Yee型限制器具有更高的分辨率和更好的数值稳定性。 展开更多

关键词 非线性权函数 Yee型对称限制器 加权型限制器 muscl格式 低耗散

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解Hamilton-Jacobi方程的MUSCL格式

4

作者 祝鹏 周叔子 《应用数学》 CSCD 北大核心 2009年第2期255-259,共5页

本文利用单调数值通量和分片线性重构导数的方法构造了一种求HJ方程数值解的有限差分格式:MUSCL格式,并证明该格式具有TVB稳定性.数值实验表明该格式具有二阶精度,能避免产生伪振荡,尤其在类似"角点"的间断处有较好的分辩率.

关键词 Hamilton—Jacobi方程 muscl格式 单调数值通量 TVB

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尖拱弹身横向喷流数值模拟 被引量：9

5

作者 吴晓军 邓有奇 +1 位作者 周乃春 郑鸣 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2003年第4期464-469,共6页

本文通过数值求解层流Navier Stakes方程来模拟超声速流场中横向超声速喷流的干扰流场,采用分块对接网格和"O"型网格技术,精确模拟喷口截面形状并生成高质量的贴体计算网格,对尖拱弹身的横向超声速喷流的干扰流场进行了数值模... 本文通过数值求解层流Navier Stakes方程来模拟超声速流场中横向超声速喷流的干扰流场,采用分块对接网格和"O"型网格技术,精确模拟喷口截面形状并生成高质量的贴体计算网格,对尖拱弹身的横向超声速喷流的干扰流场进行了数值模拟,研究了喷口附近的流场结构、涡系结构、波系结构及流动分离等流场特性,得到喷流流场的干扰效应。 展开更多

关键词 横向喷流控制技术 有限体积法 数值模拟 超声速流场 尖拱弹身

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超声速侧向多喷流干扰特性数值模拟 被引量：10

6

作者 马明生 邓有奇 +1 位作者 郑鸣 吴晓军 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期468-473,共6页

为了研究多个喷流喷管对导弹控制力的干扰影响,本文通过数值求解N-S方程来模拟超声速外流场中横向喷流的干扰流场,采用分块对接网格和"O"型网格技术,精确模拟喷口截面及弹翼形状,生成高质量的贴体计算网格。通过对多种喷管控... 为了研究多个喷流喷管对导弹控制力的干扰影响,本文通过数值求解N-S方程来模拟超声速外流场中横向喷流的干扰流场,采用分块对接网格和"O"型网格技术,精确模拟喷口截面及弹翼形状,生成高质量的贴体计算网格。通过对多种喷管控制组合的超声速横向喷流干扰流场的数值模拟,研究和分析了喷口附近流场的涡系结构和波系结构,并将喷管几种排列组合对导弹喷流干扰力放大因子的影响进行了分析研究,得出一些多喷流干扰的结论。 展开更多

关键词 多喷流干扰 有限体积法 干扰放大因子 muscl方法

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火箭垂直发射燃气流场的数值模拟 被引量：5

7

作者 杨宏伟 马大为 +1 位作者 李志刚 乐贵高 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期61-65,共5页

数值模拟了火箭垂直发射燃气流场的非定常过程，在计算中采用了二阶精度的ＭＵＳＣＬ格式，在引入单调性限制条件和一定的耗散机制后，该方法适应于Ｅｕｌｅｒ坐标系下的计算。计算结果表明，该方法得到的流场激波结构十分清晰，计算结... 数值模拟了火箭垂直发射燃气流场的非定常过程，在计算中采用了二阶精度的ＭＵＳＣＬ格式，在引入单调性限制条件和一定的耗散机制后，该方法适应于Ｅｕｌｅｒ坐标系下的计算。计算结果表明，该方法得到的流场激波结构十分清晰，计算结果和实验规律相一致。 展开更多

关键词 垂直发射 喷管气流 数值分析 火箭 流场

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二维浅水明流的一种二阶高性能算法 被引量：4

8

作者 谭维炎 胡四一 《水科学进展》 EI CAS CSCD 1992年第2期89-95,共7页

为了精确求解二维浅水方程组,在由任意三角形构成的无结构网格上建立了有限体积MUSCL算法,这是文献〔1〕中有限体积一阶Osher格式的一类二阶推广。通过采用预测校正二步时间积分和单元内引入坡度限制,该算法在时空上均可达到二阶精度.... 为了精确求解二维浅水方程组,在由任意三角形构成的无结构网格上建立了有限体积MUSCL算法,这是文献〔1〕中有限体积一阶Osher格式的一类二阶推广。通过采用预测校正二步时间积分和单元内引入坡度限制,该算法在时空上均可达到二阶精度.跨单元边界的法向数值通量采用通量向量分裂公式(FVS)计算。最后,通过长江口南支潮流计算和一维瞬时溃坝模型算例来说明该格式的优良性能及在浅水流动计算中的应用。 展开更多

关键词 浅水方程组 明流 二阶数值解

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基于相变松弛法则的水下爆炸空化模型研究 被引量：3

9

作者 余俊 王海坤 +3 位作者 刘建湖 汪俊 毛海斌 周章涛 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期684-690,共7页

水下爆炸过程中存在着大量的空化现象,空化的产生、演化及其溃灭过程对于水下冲击波传播、爆炸气泡运动以及水下结构物冲击损伤都会产生重要影响。本文基于多相可压缩流体理论模型,考虑空化发生过程中汽-液两相流体亚平衡状态下两相之... 水下爆炸过程中存在着大量的空化现象,空化的产生、演化及其溃灭过程对于水下冲击波传播、爆炸气泡运动以及水下结构物冲击损伤都会产生重要影响。本文基于多相可压缩流体理论模型,考虑空化发生过程中汽-液两相流体亚平衡状态下两相之间发生的热力学-化学平衡机制,分析汽-液两相介质之间的质量和热量交换,从而实现对相变过程的自动捕捉。该系统的控制方程采用分步法处理,首先利用二阶MUSCL-Hancock格式和HLLC黎曼求解器来求解齐次双曲型方程,再采用牛顿迭代法求解相变方程。数值测试结果表明,本文的计算模型对于空化相变过程具有较好的捕捉能力。最后将该模型应用到水下近水面爆炸空化的数值模拟当中,研究发现空泡的溃灭压力峰值约为冲击波压力峰值的15%,有效作用时间是冲击波载荷有效作用时间的2倍以上。本文的空化相变模型能够为水下爆炸空化现象的机理研究提供重要支撑。 展开更多

关键词 多相可压缩流体 空化相变模型 水下爆炸 黎曼求解器 muscl-Hancock格式

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河道溃堤与溃堤波的一、二维耦合计算数值模拟 被引量：6

10

作者 曲红玲 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2007年第4期49-54,共6页

建立了一维河道溃堤与二维溃堤波耦合计算的水力模型.其中,河道的计算采用一维明渠非恒定流Saint-Venant方程组,求解的过程与溃口的数值模拟耦合;溃堤按渐溃计算,将溃口模拟为梯形,随时间线性增大;溃堤波的计算采用在有限体积无结构网... 建立了一维河道溃堤与二维溃堤波耦合计算的水力模型.其中,河道的计算采用一维明渠非恒定流Saint-Venant方程组,求解的过程与溃口的数值模拟耦合;溃堤按渐溃计算,将溃口模拟为梯形,随时间线性增大;溃堤波的计算采用在有限体积无结构网格上建立的TVD-MUSCL格式.模拟算例表明,建立的河道溃堤与溃堤波的一、二维耦合计算水力模型模拟结果比较接近真实溃堤过程. 展开更多

关键词 水力模型 河道溃堤 溃堤波 耦合有限体积法 TVD—muscl格式

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火箭垂直发射系统燃气流场的计算 被引量：1

11

作者 马大为 乐贵高 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第4期20-25,共6页

本文报导了火箭垂直发射系统燃气流场的数值计算结果，在计算中采用二阶精度的ＭＵＳＣＬ格式。为了将三维问题转化为二维问题，对数值流量作了校正。处理了弹体运动引起的动边界，分析了计算结果，与实验测量结果比较表明，数值精度是... 本文报导了火箭垂直发射系统燃气流场的数值计算结果，在计算中采用二阶精度的ＭＵＳＣＬ格式。为了将三维问题转化为二维问题，对数值流量作了校正。处理了弹体运动引起的动边界，分析了计算结果，与实验测量结果比较表明，数值精度是满意的。。 展开更多

关键词 垂直发射系统 燃气流 数值计算 火箭

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一种治愈强激波数值不稳定性的混合方法 被引量：5

12

作者 胡立军 袁礼 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第5期482-493,共12页

HLLC(Harten-Lax-Leer-contact)格式是一种高分辨率格式,能够准确捕捉激波、接触间断和稀疏波.但是使用HLLC格式计算多维问题时,在强激波附近会出现激波不稳定现象.FORCE(first-order centred)格式在强激波附近表现出很好的稳定性,并且... HLLC(Harten-Lax-Leer-contact)格式是一种高分辨率格式,能够准确捕捉激波、接触间断和稀疏波.但是使用HLLC格式计算多维问题时,在强激波附近会出现激波不稳定现象.FORCE(first-order centred)格式在强激波附近表现出很好的稳定性,并且其数值耗散比HLL(HartenLax-Leer)格式小.分析了HLLC格式和FORCE格式在特定流动条件下的稳定性,构造了HLLCFORCE混合格式并且进一步结合开关函数来消除HLLC格式的激波不稳定现象.数值试验表明新构造的混合格式不仅能够消除HLLC格式的激波不稳定现象,还最大程度地保留HLLC格式高分辨率的优点. 展开更多

关键词 数值激波不稳定性 稳定性分析 HLLC-FORCE混合格式 muscl重构

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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

13

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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真实火箭燃气流场的测量与数值仿真

14

作者 杨宏伟 马大为 张福祥 《流体力学实验与测量》 CSCD 1998年第3期82-86,共5页

对用激光－莫尔偏折法测出的真实火箭燃气射流流场进行了数值仿真，在计算中采用了二阶精度的ＭＵＳＣＬ格式，将三维问题转化为二维问题，结果表明，理论计算与实验测量结果符合较好。

关键词 火箭 莫尔偏折法 muscl格式 射流 激波

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二维非结构网格生成及其数值模拟

15

作者 朱君 赵宁 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期159-163,共5页

提出一种二维非结构网格生成算法以及一种新的绕翼型的数值计算格式。首先,在Delaunay生成算法的框架下结合了阵面推进算法的优点,从覆盖整个计算区域的三角形着手,给出判断准则,由这些三角形的边直接生成新点,让新点与符合要求的三角... 提出一种二维非结构网格生成算法以及一种新的绕翼型的数值计算格式。首先,在Delaunay生成算法的框架下结合了阵面推进算法的优点,从覆盖整个计算区域的三角形着手,给出判断准则,由这些三角形的边直接生成新点,让新点与符合要求的三角形的边的两点相连构成三角形,这样生成的三角形网格具有较好的几何性质;其次,针对二维N0 0 1 2翼型跨声速绕流问题提出了一种新的计算格式。通过建立插值模板的概念,在每一个模板上运用最小二乘和MUSCL思想相结合的办法针对初始变量构造线性插值多项式,改进了原有的权系数的计算准则,将各插值多项式通过加权平均得到在整个模板集上通用的插值多项式,从而构造出高阶的有限体积格式;最后。 展开更多

关键词 非结构网格 DELAUNAY三角形 最小二乘法muscl型格式 有限体积格式

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顺序输送管道水力瞬变模拟的有限体积法 被引量：4

16

作者 郑劼恒 蒋明 +1 位作者 郭芮 李国栋 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期418-422,428,共6页

针对顺序输送水力瞬变中输送介质不连续的情况,提出采用有限体积法取代传统的特征线法进行求解,以减少插值误差。首先得到水击基本方程基于压力-流速的非守恒有限体积离散格式,通过Rieman求解器得到控制体界面的Rieman解。采用MUSCL-Han... 针对顺序输送水力瞬变中输送介质不连续的情况,提出采用有限体积法取代传统的特征线法进行求解,以减少插值误差。首先得到水击基本方程基于压力-流速的非守恒有限体积离散格式,通过Rieman求解器得到控制体界面的Rieman解。采用MUSCL-Hancock Primitive方法进行界面数值重构与时间推进,构建时空二阶精度的TVD格式。边界的处理采用Rieman不变量与构造虚拟边界节点相结合的方法,使其与整体精度保持一致。数值计算与实验对比,证明了本文算法能有效抑制非物理振荡,具有精度高、鲁棒性好的特点。 展开更多

关键词 顺序输送 水力瞬变 有限体积法 Rieman求解器 muscl格式

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单模块装药膛内流场特性试验及数值仿真 被引量：3

17

作者 马天一 陶如意 +1 位作者 森思义 王浩 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期70-82,共13页

模块装药是目前大口径加榴炮主要的装药结构之一。为了更加精确地研究单模块装药膛内燃烧的内弹道特性,分析膛内燃气流动及压力波变化规律,设计了模块装药燃烧模拟试验平台,并进行了单模块装药的膛内燃烧试验。根据模块装药的特点,分区... 模块装药是目前大口径加榴炮主要的装药结构之一。为了更加精确地研究单模块装药膛内燃烧的内弹道特性,分析膛内燃气流动及压力波变化规律,设计了模块装药燃烧模拟试验平台,并进行了单模块装药的膛内燃烧试验。根据模块装药的特点,分区域建立了模块装药轴对称二维两相流内弹道模型。基于高阶精度MUSCL(Monotonic Upstream⁃centered Scheme for Conservation Laws)格式,数值模拟了单模块装药药室内部点传火过程。结果表明,计算结果与试验结果吻合较好,不同测试点的压力曲线的计算峰值误差均低于4%,表明所建立数学模型和使用的计算方法能够较好地描述单模块装药药室内部燃烧过程。结果还发现,在t=5.0 ms前,由于模块未破裂,药盒端盖的阻隔导致主装药燃气无法及时向药室扩散,仅传火管燃气对膛内流场造成微弱的影响,这一时期药室内部压力最大值比传火管右端未破膜前仅上升约4.3%;当模块破裂后,模块与药室边界处存在3.05 MPa的压力梯度,使得火药燃气及固相颗粒沿轴向快速向药室自由空间流动,在弹丸底部区域形成较强反射压力波;随着时间的推移,压力波反复震荡,并逐渐减弱。 展开更多

关键词 模块装药 数值模拟 两相流 内弹道 muscl格式

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基于有限体积法Godunov格式的水锤计算模型 被引量：19

18

作者 赵越 周领 +4 位作者 刘德有 张永会 王家泽 曹云 潘天文 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2019年第1期76-81,共6页

针对管道内水锤问题,基于一阶和二阶Godunov格式的有限体积法建立数学模型并进行模拟分析。采用Riemann求解器对离散通量进行求解,同时在计算中引入对流项;采用MUSCL-Hancock方法进行重构得到二阶精度的Godunov格式,为了避免虚假振荡引... 针对管道内水锤问题,基于一阶和二阶Godunov格式的有限体积法建立数学模型并进行模拟分析。采用Riemann求解器对离散通量进行求解,同时在计算中引入对流项;采用MUSCL-Hancock方法进行重构得到二阶精度的Godunov格式,为了避免虚假振荡引入MINMOD斜率限制器;提出了虚拟边界的处理方法,实现了计算区域的所有节点和边界的统一计算。计算分析表明,虚拟边界法既保证了计算结果的精确性,又避免了边界处理的复杂性;一阶Godunov格式与传统的特征线法计算结果一致;当库朗特数小于1时,一阶Godunov格式和特征线法的瞬变压力可能出现严重的数值耗散,但二阶Godunov格式可有效抑制数值衰减从而得到更为准确稳定的计算结果;在马赫数很小的情况下,对流项对模拟结果的影响可忽略。 展开更多

关键词 水锤 有限体积法 Godunov格式 Riemann求解器 muscl-Hancock方法 对流项 虚拟边界

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