收藏本站
《南京航空航天大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于高阶间断有限元法的非定常流场数值模拟

陈建伟  
【摘要】:本文基于高阶间断有限元法开展了二维脱体涡方法的模拟。间断有限元法是有限体积法和有限单元法的混合方法,在单元内部采用高阶多项式表达流场守恒变量,在单元间采用有限体积法通量解决了间断问题,具有精度高、插值模板小、易于实现自适应以及并行计算等优点而成为计算流体力学的研究热点之一。脱体涡方法(DES)则是平均雷诺应力方程(RANS)方法和大涡模拟(LES)方法的混合方法,其在物面附近采用RANS方程模拟流动,在远场采用LES方法模拟流动,在较少网格量下即可对分离流动做到更为精确的模拟。针对间断有限元方法,本文首先发展了适用于间断有限元法的网格弯曲方法,保证了物面真实形状的精确表达。采用了混合网格方法,利用间断有限元法对基于SA模型的DES方法进行了空间离散,采用隐式双时间步方法进行时间推进,每个时间步产生的大型线性系统采用基于ILU预处理的广义最小余量法(GMRES)进行求解。为了提高计算速度,根据间断有限元法的特点,采用了METIS网格分区技术以及MPICH并行策略。利用圆柱绕流、单翼型分离和多段翼型的缝翼非定常流动,验证了二维下对长度尺度的修改是成功的,相比SA模型提高了对分离流动的模拟能力。并且借助于高阶间断有限元法,在稀疏网格下即可得到精确的结果。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O35;O241.82

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 李明;刘伟;张来平;张涵信;;高阶精度DG/FV混合方法在二维粘性流动模拟中的推广[J];空气动力学学报;2015年01期
2 秦望龙;吕宏强;伍贻兆;;弯曲网格上的间断有限元湍流数值解法研究[J];空气动力学学报;2014年05期
3 王翔宇;李栋;;SST-DES在小分离流动数值模拟中的改进[J];北京航空航天大学学报;2014年09期
4 夏轶栋;伍贻兆;吕宏强;宋江勇;;高阶间断有限元法的并行计算研究[J];空气动力学学报;2011年05期
5 阎超;于剑;徐晶磊;范晶晶;高瑞泽;姜振华;;CFD模拟方法的发展成就与展望[J];力学进展;2011年05期
6 蔚喜军,周铁;流体力学方程的间断有限元方法[J];计算物理;2005年02期
7 刘学强,伍贻兆;用DES数值模拟具有横向喷流的紊流流场[J];航空学报;2004年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈龙;基于CFD/CSD耦合的旋翼气动弹性数值模拟[D];南京航空航天大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 黄华;基于前缘射流的缝翼噪声控制研究[D];上海交通大学;2013年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶强;;Taylor-Couette流的数值模拟研究[J];广东化工;2018年03期
2 段茂昌;蔚喜军;陈大伟;黄朝宝;安娜;;DG方法求解可压缩气固两相流动[J];计算物理;2017年06期
3 王洋;胡日新;汤海涛;汪群;余昊谦;贾静;;小流量工况下旋涡自吸泵流动降噪优化研究[J];农业机械学报;2017年11期
4 葛曙光;郭红领;黄志烨;;基于BIM的建筑物理性能分析方法[J];土木工程与管理学报;2017年05期
5 任石磊;韩飞鹏;谢斌;黄波;郝鹏飞;;基于三维CFD-DEM的多孔介质流场数值模拟[J];应用数学和力学;2017年10期
6 吕宏强;张涛;孙强;陈建伟;秦望龙;;间断伽辽金方法在可压缩流数值模拟中的应用研究综述[J];空气动力学学报;2017年04期
7 倪红军;黄梦然;毛伟华;汪兴兴;吕帅帅;;基于流固耦合的压载水过滤器烛式滤芯特性研究[J];现代制造工程;2017年07期
8 陈坚强;涂国华;张毅锋;徐国亮;袁先旭;陈诚;;高超声速边界层转捩研究现状与发展趋势[J];空气动力学学报;2017年03期
9 肖志祥;罗堃宇;刘健;;宽速域RANS-LES混合方法的发展及应用[J];空气动力学学报;2017年03期
10 王东;黄晓;肖露;;风扇导流罩对汽车冷却模块流动性能的影响[J];江苏大学学报(自然科学版);2017年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 季卫栋;高超声速气动力/热/结构多场耦合问题数值模拟技术研究[D];南京航空航天大学;2016年
2 沈志伟;基于混合笛卡尔网格方法的非定常流动问题研究[D];南京航空航天大学;2016年
3 王奇;基于CSD/CFD技术的可变厚度机翼结构设计及综合优化研究[D];南京航空航天大学;2015年
4 樊玉新;降落伞系统流固耦合数值模拟[D];南京航空航天大学;2015年
5 韩志熔;网格自适应与并行计算在气动力计算中的应用[D];南京航空航天大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 陈建伟;基于高阶间断有限元法的非定常流场数值模拟[D];南京航空航天大学;2017年
2 宋晓;前缘缝翼噪声特性及其控制研究[D];南京航空航天大学;2016年
3 薛顺达;轿车后视镜气动噪声分析及优化[D];扬州大学;2015年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦望龙;吕宏强;伍贻兆;;基于混合网格的高阶间断有限元黏流数值解法[J];力学学报;2013年06期
2 夏轶栋;伍贻兆;吕宏强;宋江勇;;高阶间断有限元法的并行计算研究[J];空气动力学学报;2011年05期
3 张来平;刘伟;贺立新;邓小刚;张涵信;;一种新的间断侦测器及其在DGM中的应用[J];空气动力学学报;2011年04期
4 于剑;阎超;;Navier-Stokes方程间断Galerkin有限元方法研究[J];力学学报;2010年05期
5 于剑;阎超;;两类激波捕捉格式的性能分析[J];北京航空航天大学学报;2010年01期
6 吕宏强;伍贻兆;周春华;田书玲;;稀疏非结构网格上的亚声速流高精度数值模拟[J];航空学报;2009年02期
7 贺立新;张来平;张涵信;;任意单元间断Galerkin有限元计算方法研究[J];空气动力学学报;2007年02期
8 贺立新;张来平;张涵信;;间断Galerkin有限元和有限体积混合计算方法研究[J];力学学报;2007年01期
9 涂国华;袁湘江;夏治强;呼振;;一类TVD型的迎风紧致差分格式[J];应用数学和力学;2006年06期
10 徐振礼,刘儒勋,邱建贤;双曲守恒律方程的加权本质无振荡格式新进展[J];力学进展;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 刘晨;复杂燃烧流场数值模拟方法研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 田书玲;基于非结构网格方法的重叠网格算法研究[D];南京航空航天大学;2008年
3 肖中云;旋翼流场数值模拟方法研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2007年
4 韩忠华;旋翼绕流的高效数值计算方法及主动流动控制研究[D];西北工业大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈二云;马大为;乐贵高;李志刚;赵继永;;间断有限元方法在弹尾超音速喷流计算中的应用[J];计算物理;2008年06期
2 陈二云;马大为;赵改平;周海军;;燃气自由射流的高精度间断有限元数值模拟[J];弹道学报;2009年01期
3 杜明笙,冯铁凯,傅连祥,曹常恕,刘玉兰;解二维输运问题的三角网间断有限元法[J];计算物理;1984年01期
4 李宏;高分辨率间断有限元方法[J];计算物理;2004年04期
5 蔚喜军,周铁;流体力学方程的间断有限元方法[J];计算物理;2005年02期
6 黄灿;陈传淼;;一阶线性双曲组的时空全间断有限元的收敛性[J];湖南师范大学自然科学学报;2006年01期
7 张冬云;杨永;郭永恒;李喜乐;;二维间断有限元混合网格混合算法研究[J];航空计算技术;2009年01期
8 吴迪;蔚喜军;;自适应间断有限元方法求解三维欧拉方程[J];计算物理;2010年04期
9 夏轶栋;伍贻兆;吕宏强;宋江勇;;高阶间断有限元法的并行计算研究[J];空气动力学学报;2011年05期
10 张铁;李铮;;一阶双曲问题间断有限元的后验误差分析[J];计算数学;2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 王博;李文成;邓子辰;;基于间断有限元方法的高精度数值计算[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
2 王言金;冯其京;张树道;郝鹏程;;基于动网格的欧拉守恒方程的间断有限元方法研究:1D[A];第十四届全国激波与激波管学术会议论文集(下册)[C];2010年
3 蔚喜军;;间断有限元方法求解流体力学方程组[A];中国工程物理研究院科技年报(2001)[C];2001年
4 程剑;卢耀文;刘铁钢;;基于间断有限元方法与加权本质非振荡格式的多区域耦合算法[A];第十六届全国流体力学数值方法研讨会2013论文集[C];2013年
5 洪振英;袁光伟;;粒子输运方程中的线性间断有限元方法[A];全国计算物理学会第六届年会和学术交流会论文摘要集[C];2007年
6 张磊;袁礼;;求解含源项守恒律组的间断有限元方法及在反应流计算中的应用[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 赵张益;张庆河;;三维悬沙运动的间断有限元模型[A];中国海洋湖沼学会第十次全国会员代表大会暨学术研讨会论文集[C];2012年
8 王言金;;基于动网格多介质流场的欧拉数值方法研究[A];第七届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王疆兴;电磁场方程的间断有限元方法[D];湖南师范大学;2015年
2 贺茜君;求解波动方程的间断有限元方法及其波场模拟[D];清华大学;2015年
3 杨军;地球电磁场的连续与间断有限元三维数值模拟[D];中国科学技术大学;2016年
4 陈韵骋;线性弹性力学问题的间断有限元方法研究[D];上海交通大学;2011年
5 季良月;非线性方程间断有限元方法误差分析以及后处理技术[D];中国科学技术大学;2012年
6 冯涛;自适应间断有限元方法求解三维可压缩欧拉方程[D];中国科学技术大学;2013年
7 夏银华;非线性问题的间断有限元方法及其时间离散[D];中国科学技术大学;2008年
8 张福涛;基于间断有限元的等几何分析及应用[D];中国科学技术大学;2015年
9 杨继明;渗流驱动问题间断有限元高效数值方法研究[D];湘潭大学;2007年
10 吴迪;自适应间断有限元方法求解三维欧拉方程的研究[D];中国工程物理研究院;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈建伟;基于高阶间断有限元法的非定常流场数值模拟[D];南京航空航天大学;2017年
2 郭江;求解矢量辐射传输方程的间断有限元法[D];哈尔滨工业大学;2015年
3 李佳;热传导方程的新型间断有限元方法[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 罗娟;可对称化双曲守恒律方程组的龙格库塔间断有限元方法光滑解的先验误差估计[D];南京大学;2013年
5 张峰;二维非协调网格自适应局部间断有限元[D];南京大学;2014年
6 赵京昌;自适应间断有限元方法在中子输运问题中的应用[D];华北电力大学(北京);2016年
7 谭雄飞;Camassa-Holm方程的两种保持守恒特征的间断有限元方法[D];湘潭大学;2016年
8 任青山;麦克斯韦横向磁场PML模型的节点间断有限元方法[D];湘潭大学;2016年
9 徐伊达;二维纯导体高精度电磁散射数值模拟研究[D];南京航空航天大学;2016年
10 曹楷;旋转坐标系下高阶间断有限元数值模拟研究[D];南京航空航天大学;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026