二維N-S方程湍流模型研究及多重網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用.pdf

1、本文的主要工作是將湍流模型應(yīng)用于N-S方程，并就多重網(wǎng)格技術(shù)的加速收斂作用進(jìn)行研究。這一工作包含數(shù)值網(wǎng)格的生成、解算器的編寫及加速收斂措施的應(yīng)用。數(shù)值網(wǎng)格為混合粘性網(wǎng)格，即在物面附近采用結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格單元而其他區(qū)域采用非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格單元；解算器采用的是Jameson的有限體積法，加入了S-A、κ-ω、SSI、三種湍流模型；用聚合式的多重網(wǎng)格法來(lái)加速解的收斂，對(duì)湍流的粘性繞流還采用了各向異性的聚合式多重網(wǎng)格法。應(yīng)用上述方法，進(jìn)行了繞翼型流場(chǎng)

2、數(shù)值模擬，以檢驗(yàn)本文所發(fā)展的方法的正確性及所編制的程序的魯棒性。主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作： 1．N-S方程組的數(shù)值求解方法研究。在混合網(wǎng)格基礎(chǔ)上，采用Jameson的中心格式加人工耗散的有限體積法進(jìn)行N-S方程組的求解。方程是以邊為基礎(chǔ)進(jìn)行離散，該離散方法適用于任意外形的網(wǎng)格單元。時(shí)間推進(jìn)格式采用顯式Rurtge-Kutta格式，并采用當(dāng)?shù)貢r(shí)間步長(zhǎng)、隱式殘值光順技術(shù)加速收斂。 2．湍流模型的選取及數(shù)值求解技術(shù)研究

3、。主要選取和求解了S-A、κ-ω、SST三種模型，并就三種模型在翼型流場(chǎng)中的模擬能力進(jìn)行了對(duì)比研究。 3．多重網(wǎng)格法應(yīng)用研究。為加速收斂采用了多重網(wǎng)格法。采用了聚合式的多重網(wǎng)格法，對(duì)初始網(wǎng)格按一定方式進(jìn)行聚合就得到粗網(wǎng)格。粗網(wǎng)格上的解由細(xì)網(wǎng)格上的殘值來(lái)驅(qū)動(dòng)，細(xì)網(wǎng)格上的解由粗網(wǎng)格上的解進(jìn)行修正，這樣就能較快地消除細(xì)網(wǎng)格上解的高低頻誤差，加速解的收斂，提高計(jì)算效率。在對(duì)N-S方程用多重網(wǎng)格求解時(shí)采用了各向異性的聚合方法，即對(duì)網(wǎng)格進(jìn)