DSMC方法中的自适应当地时间步长法

理论分析表明,Laux提出的DSMC(Direct Simulation of Monte Carlo)方法中的当地时间步长法尽管能够显著缩短流场达到稳定所需的CPU计算时间,提高DSMC程序的运行效率,却存在仿真分子运动和碰撞计算复杂,并需要耗费额外计算机内存的缺憾.对Laux的方法中仿真分子的运动处理时机提出了改进,并改变了其碰撞抽样方法,从而简化了仿真分子的运动和碰撞计算处理,避免了额外的计算机内存消耗.应用改进后的自适应时间步长法,对圆柱的稀薄气体绕流进行了采用和未采用改进的自适应当地时间步长法的对比计算.结果表明,改进后的自适应当地时间步长法能明显缩短流场达到稳定所需的计算时间,对流场模拟结果产生的影响却非常小.

递归投影方法(RPM)及其在流场数值模拟中的加速收敛性能研究

随着计算流体力学中的物理模型的日益复杂和数据运算量的增大,人们越来越重视提高数值方法的计算效率。本文在研究RPM方法的基础上,提出了一种更易于保证实施精度的具有良好加速收敛性能的改型的RPM方法。一方面,通过构造的一维迭代格式研究了几个控制参数如Krylov接受比、Krylov向量维数等对RPM方法的加速收敛性能的影响。另一方面,研究了在流场数值模拟中即使采用了常规的加速收敛措施如当地时间步长和隐式残值光顺以后,改型的RPM方法的加速收敛性能;结果表明,此时,RPM方法仍然能使总体上的收敛速度提高近1/3。

动能BGK格式模拟高雷诺数定常流的收敛性研究

为克服动能BGK格式计算耗时多、收敛慢的缺点,在格式中引入当地时间步长、隐式LU-SGS方法和多重网格技术,基于RAE2822翼型粘性跨声速绕流的数值模拟,对其收敛性的改善进行了研究。结果表明:上述3种加速手段对求解定常问题时的收敛性有明显的改善,达到定常解所需的迭代步数随着CFL数的提高而减少;因而求解某类问题时,隐式格式比显式格式更具优势;多重网格既适用于显式格式,也适用于隐式格式,加速性更加突出。