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基于非结构网格的高超声速流场计算方法研究

赵俊波  
【摘要】: 本论文进行了基于非结构网格的流场计算方法研究,尤其是针对解决高超声速流场计算问题而进行研究的。 在课题组非结构网格生成程序的基础上,本文发展了一套自动化程度很高的自适应网格程序,该软件能够有效的提高流场计算的分辨率和计算效率,同时能够保证网格的质量。本文分别对格心有限体积格式、NND有限体积格式和AUSM+有限体积格式进行了研究,在求解Euler方程的基础上,研究了它们对跨音速以及高超声速流场计算问题的解决能力。研究表明,对于跨音速问题,格心以及二阶AUSM+格式解决的很好;对于高超声速问题,NND和AUSM+格式解决的很好。但是在应用到非结构网格上以后,NND格式达不到二阶精度,且格心格式不适合用来解决高超声速流场计算问题。 为了解决目前传统四步龙格一库塔时间推进效率较低、计算高超声速流场时鲁棒性较差的问题,本文改进并采用了一种隐式时间推进格式,能够在保证精度要求的情况下有效的提高流场计算时的计算效率,对基于非结构网格的时间推进格式有了发展和创新。 通过对NACA0012翼型、M6机翼、钝头以及双钝锥—柱体的算例验证,本文能很好的解决一般马赫数问题,能够很好的求解简单外形的高超声速问题,对于复杂外形飞行器还需要进一步进行研究验证。


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