基于笛卡尔网格的非定常气动力计算

摘要

本文在完善原有网格生成的基础上,研究了基于计算域刚性运动方法的动网格技术.并通过使用Jamson有限体积法求解ALE方程实现流场模拟.本文的网格生成采用基于外形和曲率的自适应网格生成方法.并针对非定常计算时出现的问题对网格实施了优化措施.使用计算域的刚性运动方法进行数值模拟时,在空间上采用格心格式的有限体积法对非定常Euler方程进行空间离散;时间推进采用全隐式的双时间推进方法;用四步Runge-Kutta方法做显格式的拟时间推进,同时采用当地时间步长等加速收敛措施.应用这种方法求解了二维亚、跨、超音速的非定常流场和三维无后掠机翼的非定常流场.非定常计算结果与试验值符合的很好证明本文非定常计算正确,所采用和发展的笛卡尔动网格技术可靠、鲁棒性好.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1引言

§1.2笛卡尔网格发展概述

§1.3笛卡尔动网格发展现状

§1.4流场数值模拟发展现状

§1.5本文的主要工作

第二章笛卡尔切割网格生成

§2.1存储结构

§2.2网格生成与物面切割

§2.2.1离散几何外形

§2.2.2生成基础网格

§2.2.3加密网格

§2.2.4边界信息计算

§2.2.5网格优化

§2.3基于曲率的网格自动加密技术

§2.4计算平台描述

第三章基于笛卡尔网格的Euler方程求解

§3.1 ALE方程描述

§3.2无量纲化参数的引入

§3.3空间离散

§3.3.1格心有限体积法

§3.3.2人工粘性

§3.4时间离散和推进

§3.4.1隐式时间离散方法

§3.4.2拟时间推进方案

§3.5边界条件

§3.5.1物面边界条件

§3.5.1远场边界条件

§3.5.1对称边界条件

第四章笛卡尔动网格方法和算例分析

§4.1计算域的刚性运动方法

§4.2二维数值试验与结果分析

§4.2.1谐和振动翼型运动方程

§4.2.2谐和振动NACA0012翼型的跨音速非定常气动力

§4.2.3谐和振动NACA0012翼型的亚音速非定常气动力

§4.2.4谐和振动NACA0006翼型的超音速非定常气动力

§附图1：

§4.3三维数值模拟与结果分析

§附图2：

第五章结束语

附录A输入计算模型

参考文献

致谢

西北工业大学学位论文知识产权声明书和西北工业大学学位论文原创性声明