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运动机翼流场的欧拉方程求解

周成刚  
【摘要】: 本文运用有限体积法结合双时间推进技术数值求解三维非定常Euler方程,模拟了机翼在运动状态下的非定常流场,采用双时间推进法求解非定常Euler方程,可以极大的提高非定常流场计算效率。经算例验证,本文计算结果与实验数据吻合良好。 本文的主要工作表现在以下几个方面: 1.运用了运动网格技术。基于无限插值理论,采用广义无限插值生成了绕机翼的O-H型网格,计算结果表明,本文的网格生成方法可行、有效。 2.推导了适合于非定常流场计算的Euler方程,并求解了运动机翼的非定常流场。由于机翼随时间变化而周期性运动,本文在绝对坐标系下求解Euler方程,控制方程中的物理参数是绝对坐标系下的变量,以便于分析。为了提高计算效率,采用了双时间推进法求解运动机翼的非定常流场。 3.本文使用了有限体积法进行空间离散,双时间法进行时间推进,五步Rung-Kutta法进行伪时间的积分来求解运动机翼的非定常流场;使用当地时间步长法、隐式残值光顺等技术加快收敛;针对在机翼运动过程中网格的变形从而引起流场变量的变化,本文还使用了几何守恒法,以保证流场变量守恒。针对以NACA0012和NACA64A010为翼型的机翼三维非定常计算表明,本文的计算结果与试验结果具有较好的一致性。


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