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《西北工业大学》 2007年
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二维N-S方程湍流模型研究及多重网格技术应用

许晓平  
【摘要】:本文的主要工作是将湍流模型应用于N-S方程,并就多重网格技术的加速收敛作用进行研究。这一工作包含数值网格的生成、解算器的编写及加速收敛措施的应用。数值网格为混合粘性网格,即在物面附近采用结构化的网格单元而其他区域采用非结构化的网格单元;解算器采用的是Jameson的有限体积法,加入了S-A、κ-ω、SST三种湍流模型;用聚合式的多重网格法来加速解的收敛,对湍流的粘性绕流还采用了各向异性的聚合式多重网格法。应用上述方法,进行了绕翼型流场数值模拟,以检验本文所发展的方法的正确性及所编制的程序的鲁棒性。本文主要进行了以下几个方面的工作: 1.N-S方程组的数值求解方法研究。在混合网格基础上,采用Jameson的中心格式加人工耗散的有限体积法进行N-S方程组的求解。方程是以边为基础进行离散,该离散方法适用于任意外形的网格单元。时间推进格式采用显式Runge-Kutta格式,并采用当地时间步长、隐式残值光顺技术加速收敛。 2.湍流模型的选取及数值求解技术研究。本文主要选取和求解了S-A、κ-ω、SST三种模型,并就三种模型在翼型流场中的模拟能力进行了对比研究。 3.多重网格法应用研究。为加速收敛采用了多重网格法。本文采用了聚合式的多重网格法,对初始网格按一定方式进行聚合就得到粗网格。粗网格上的解由细网格上的残值来驱动,细网格上的解由粗网格上的解进行修正,这样就能较快地消除细网格上解的高低频误差,加速解的收敛,提高计算效率。在对N-S方程用多重网格求解时采用了各向异性的聚合方法,即对网格进行聚合时不同方向聚合方式不一样。 4.应用上述多重网格法对二维翼型进行了数值模拟,数值结果显示,上述方法是行之有效的。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:V211

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【引证文献】
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1 倪同兵;基于贴体嵌套网格技术的直升机涵道尾桨气动特性CFD分析[D];南京航空航天大学;2012年
【参考文献】
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1 冯喜平,李进贤,何浩波,何洪庆;用多重网格法模拟三维流动[J];航空计算技术;2002年03期
2 唐智礼;用隐式多重网格法计算三维粘性流动[J];航空学报;1998年03期
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1 刘学强;基于混合网格和多重网格上的N-S方程求解及应用研究[D];南京航空航天大学;2002年
2 肖志祥;复杂流动Navier-Stokes方程数值模拟及湍流模型应用研究[D];西北工业大学;2003年
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5 岳锋;Euler/N-S方程数值模拟的多重网格方法研究[D];西北工业大学;2005年
6 李广宁;三维N-S方程数值求解及S-A湍流模型应用研究[D];西北工业大学;2006年
【共引文献】
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3 张俊祥;冯金富;于心一;杨松涛;;一种改善内埋式弹舱气流特性的方法[J];弹箭与制导学报;2011年06期
4 蒲宁;徐让书;吴超;李修宝;;航空发动机燃烧室流动数值计算中湍流模型的比较[J];沈阳航空工业学院学报;2008年05期
5 许晓平;朱军;白俊强;;多重网格法在混合网格中的应用[J];航空计算技术;2007年01期
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10 唐智礼;网格长宽比对隐式多重网格算法收敛率的影响及其改进[J];计算物理;1999年01期
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1 郑秋亚;基于Navier-Stokes方程的复杂流动数值模拟精度与并行计算研究[D];西安电子科技大学;2011年
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【同被引文献】
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2 于子文;曹义华;;涵道尾桨的CFD模拟与验证[J];航空动力学报;2006年01期
3 叶靓;招启军;徐国华;;非结构嵌套网格的直升机旋翼/机身前飞流场数值模拟[J];航空动力学报;2009年04期
4 徐国华;直升机涵道尾桨与孤立尾桨的气动特性对比研究[J];空气动力学学报;1995年04期
5 李建波,高正,唐正飞,陆洋;涵道风扇升力系统的升阻特性试验研究[J];南京航空航天大学学报;2004年02期
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7 王华明;直升机悬停时涵道尾桨的需用功率计算[J];南京航空航天大学学报;1995年01期
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1 高延达;涵道尾桨气动特性的CFD模拟及结构参数影响分析[D];南京航空航天大学;2010年
2 郭同庆;多段翼型粘性绕流N-S方程计算[D];南京航空航天大学;2002年
3 万铮;基于直角网格和多重网格的Euler方程求解及应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
4 李广宁;三维N-S方程数值求解及S-A湍流模型应用研究[D];西北工业大学;2006年
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【二级参考文献】
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1 刘星,卞恩荣,童谷生;非结构网格上二维欧拉方程的多重网格解[J];华东交通大学学报;1999年03期
2 冯喜平,李进贤,何浩波,何洪庆;用多重网格法模拟三维流动[J];航空计算技术;2002年03期
3 朱培烨;Euler方程的自适应多重非结构网格计算[J];航空计算技术;2003年02期
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7 唐智礼;用隐式多重网格法计算三维粘性流动[J];航空学报;1998年03期
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10 张来平,杨永健,呙超,张涵信,高树椿;三维复杂外形的非结构网格自动生成技术与应用[J];计算物理;1999年05期
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1 桑为民;基于自适应直角切割及混合网格的Euler/N-S方程数值模拟[D];西北工业大学;2002年
2 肖志祥;复杂流动Navier-Stokes方程数值模拟及湍流模型应用研究[D];西北工业大学;2003年
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9 张杨;图形处理器并行计算应用研究[D];西南交通大学;2006年
10 卢章疑;并行空间自适应多重网格集成电路热分析方法[D];复旦大学;2012年
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