基于粘性直角网格的N-S方程数值模拟

摘要

直角网格技术近年来得到了广泛的发展和应用。直角网格生成简单，易于实现自动化具有很强的自适应能力，非常适合于处理复杂几何外形的绕流问题。
　　 本文中的主要目的是研究二维和三维粘性直角网格的生成方法，及适合于该网格的N-S方程解法，使之能较为准确地模拟复杂流场。
　　 生成网格时，首先选定流场大小，对流场进行初始网格划分，生成初始网格；在初始网格的基础上，进行基于模型几何外形、模型表面曲率的自适应，细化网格；删除与物面相交的网格及模型内部的网格，然后采用光顺、投影、分割加密的方法保证了物面网格的正交性与贴体性，从而生成高质量粘性直角网格。
　　 在N-S方程计算中，采用格心格式的Jameson有限体积法进行空间离散，五步Runge-Kutta法显式时间推进，紊流模型选用一方程的SA模型。应用了当地时间步长、残值光顺等加速收敛措施。
　　 应用上述方法进行一系列的数值实验，数据结果表明，本算法能较好地模拟二维和三维复杂外形绕流流场。