双时间步长加权ENO-强紧致高分辨率格式及在叶轮机械非定常流动中的应用

在非结构网格下,针对非定常三维N-S方程组发展了一种双时间步长高精度快速迭代格式。该格式在时间上具有二阶精度,在空间上将r=3的加权ENO格式与强紧致格式相结合去处理N-S方程中的对流项以及离散方程的右端项,并用四阶精度的紧致格式去计算N-S方程中的粘性项。典型的3个算例从不同侧面对格式进行了考核。计算表明:该算法具有高效率与高分辨率的特征,所得的计算结果与相关实验数据比较吻合,初步表明了该算法可以在非结构网格下模拟非定常流动的物理过程。

非结构网格下非定常流场双时间步长的加权ENO-强紧致杂交高分辨率格式

针对三维非定常、可压缩流场的Navier-Stokes方程组,本文提出一种新的双时间步长高精度快速迭代格式。该格式在时间上具有二阶精度,在空间离散上不低于三阶。在对流项与粘性项的处理上,本格式分别采用了加权ENO-强紧致格式与紧致四阶精度格式的思想。几个典型算例的实践表明:计算结果与相关实验数据比较吻合,初步表明了该算法可以在非结构网格下具有高效率与高分辨率的特征。

强紧致六阶格式的构造及应用

本文在三点格式的框架下,构造了强紧致六阶格式。与目前计算流体力学和气动热力学中常用的数值计算格式相比,该格式所涉及的网格点数少,而且内点与边界点能达到相同精度。几个典型算例表明:该格式能达到预期的高精度,并且计算简单,方便,可行。

三点强紧致加权高分辨率高阶格式及其应用

本文分别给出了采用有限体积计算时采用高阶格式遇到的网格单元体界面上三阶、四阶与五阶格式精度下的数值通量表达式,并且给出了确定权函数过程中所遇到的光滑因子表达式．文中首先对模型方程进行了格式分辨率方面的检验,然后将格式用于某涡轮级的实际流场计算．数值结果表明:所给出的高分辨率、高阶格式具有较高的激波分辨率并且具有较高的数值精度,在计算流场时,它可以用较少网格点去取代普通低阶精度格式下所采用的较密网格．

射流元件复杂湍流场的高分辨率高精度解

针对射流控制元件的流场存在复杂激波与涡系时的特点,采用一种新的强紧致-ENO三点加权格式求解这类复杂的流场。该格式用于雷诺平均Navier-Stokes方程组,其对流项与粘性项分别采用三阶与四阶精度,湍流模式采用Realizableκ–ε模型,同时计算了7种工况。数值计算结果表明:使用该格式可以成功地捕捉到Coanda效应,即在无控制流条件下,当喉部总压低于临界值时,出现流动偏离现象。从计算结果中可看出回流区以及边界层的分离,而且可以高分辨率地捕捉到复杂的激波结构与涡系结构。计算得到的数值结果与试验值符合较好,显示了该格式的可行性与有效性,对指导射流元件的气动设计具有重要的意义。