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预处理方法在全速度及化学非平衡流场数值模拟中的应用

潘沙  
【摘要】:本文采用预处理方法,构造了全速度控制方程,并将其应用到二维粘性/无粘全速度流场的数值模拟中。在计算中,采用Jameson中心格式,有限差分方法,并运用截断误差控制、LU-SGS隐式迭代等技术,加快收敛,提高数值精度。通过无粘凸包管道流动、粘性空腔流动和喷管算例的计算,证明本文所采用的预处理方法,能够有效消除低速时带来的刚性问题,同时也可以进行高速时的计算,从而能够采用统一的算法求解低速、亚声速、跨声速和超声速流场。通过与经典算例的比较,说明本文所用的算法和程序具有较高的精度和可靠性,采取的做法和所取得的经验是成功的。在此基础上,将此方法发展延伸,拓展到化学非平衡流场的数值模拟中。采用七组分八反应模型,对方程中化学源项进行了点隐处理,主要计算氢氧燃烧反应流场。通过化学反应剪切层等算例的计算验证,积累了化学非平衡计算经验,为燃烧室、喷管的一体化计算应用打下了坚实的基础。


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