关于“跨音速流的边界积分法”一文的某些问题

最近杨岞生教授和J.C.Wu教授提出了一种跨音速流的边界积分法。该方法以脉冲压强为基础建立非线性可压缩位流的边界积分表示式,利用边界元法给出了二维、三维机翼跨音速位流的计算方法。我们认为文献[1]在推导该方法的基本方程(即主管脉冲压强的方程)和求此方程的基本解这两个方面存在一些问题。现分述如下:

关于“跨音速流的边界积分法”一文的商榷

近年来,杨岞生、吴镇远提出了一种新的解决非线性可压缩流的边界元法,他们在引进压力冲量之后将一个非线性问题转变为线性问题,然后利用边界积分表示式给出了二维、三维机翼跨音速绕流的计算方法。若干数值算例说明该方法的结果与其它数值方法和实验结果相比符合得较好。由于该方法能够将一个非线性可压缩位势流转换为对压力冲量的线性方程,因此理所当然地引起了国内外学者的关注。最近孙茂。

用时间相关有限体积法求解任意旋成面叶栅的跨音速流动

用时间相关有限体积法求解叶轮机械中任意旋成面叶栅的跨音速流动.以积分型的基本方程出发,采用一种简单的四边形多重网格和差分格式,对定常、无粘性、可压缩完全气体的跨音速流场的数值分析,提出了一个行之有效的计算方法,以两个平面叶栅为例进行计算,其结果与实验结果的吻合证实了本方法的成功.这种方法可用于算带有激波的跨音速流场,并对叶栅的设计和叶片的造型有一定的指导作用.

非定常跨音速流显式与隐式数值分析方法的比较研究

分别运用显式有限体积法与隐式ＬＵＮＮＤ方法在同一网格与相同参数条件下对ＮＡＣＡ００１２翼型跨音速振荡绕流进行了数值分析。并就两种方法的计算结果、计算效率、对计算机内存的要求以及对网格质量的敏感性等做了对比研究。

绕升力机身跨音速流动的有限元素法数值分析

本文应用全速位方程最小压强积分的有限元素法解绕升力机身的跨音速流动。机身头部可以是尖的或带有进气道的。用头部伸出无穷长圆柱来模拟头部进气。尖头机身在元素形状处理上具有一定的复杂性,从数值实验角度考虑我们分别按尖头和头部伸出无穷长细圆柱来近似尖头头部两种方法对尖头机身进行计算。采用人工密度法捕获激波,但由于绕机身流线形状比较复杂,直接采用机翼问题中的人工粘性公式,解往往不收敛。我们推导出一种较精确的,适用于复杂流动情况的人工粘性计算公式,为了加速收敛,应用网格逐次加密技术,可使收敛速度提高2～3倍。本文还给出绕升力机身跨音速流动的远场速位解析式。

二维跨音速流动计算的显式多步有限面积方法

本文按Jameson等的思路,采用新的人工粘性项系数,建立显式多步有限面积方法,给出绕NACA0012翼型和RAE2822翼型跨音速流动的计算结果。

边界元法解二维跨音速流

用矢量格林公式将可压缩流连续方程变换成含边界积分的积分方程,用边界元方法离散边界积分方程,求解二维跨音速流。设涡只存在于边界层内,可导出边界上切向速度和涡强关系。先求出边界上涡强分布,即可求出边界上和区域内速度和密度分布,继而可求出物面上压强系数分布。

关于“跨音速流的边界积分法”一文的再商榷

航空学报第10卷第3期上刊载了三篇文章,展开了对杨岞生、吴镇远的“跨音速流的边界积分法”一文的讨论。文献[4]对文献[2,3]提出的问题进行了答辩。在答辩的文章中主要谈了文献[1]只是以冲量场出发建立边界上可压流与不可压流ρν之间的关系。我们认为,对于任何流体力学问题,制约流场的基本方程和边界条件是紧密相联的整体。原作者在文献[4]中承认:“对于可压位流,实际定常流场的ρν与冲量流场的ρν不同”,但仍利用冲量流场来建立边界上可压流与不可压流ρν值的关系。因此。

二元喷管跨音速流场的数值计算

本文采用有限体积法进行空间离散，Runge-Kutta法进行时间推进的办法，通过求解Euler方程来模拟二元收敛－扩散喷管跨音速流场。运用隐式残差平均技术和当地时间步长法加速计算收敛。为了消除气流参数的波动和激波前后的振荡，在方程中添加了自适应耗散项。在100个时间步以内便可获得稳态解，计算结果与试验数据和其他数值方法吻合良好。

叶栅跨音速流场的Euler解

应用Jameson的有限体积法求解二维Euler方程,模拟叶栅跨音速流场,并运用当地时间步长和隐式残差平均技术加快收敛速度。计算结果与理论解和试验数据吻合良好。本文比较了采用两种不同的通量计算公式的计算结果。

超临界机翼在跨音速流中的Re数效应

一、超临界翼型的Re数效应 1.紊流附面层条件下的Re数效应——前置转捩为了模拟飞行情况中机翼表面从前缘开始就是紊流附面层,风洞试验中把转捩带设置在离前缘5～7%弦长处(即X_T=0.05～0.07)。

隐式通量分裂线松驰迭代求解三维跨音速叶栅无粘绕流计算

本文从三维Euler方程出发,采用隐式矢通量分裂并结合Gauss-Seidel线迭代以形成一种非近似因式分解的有效算法。在该算法格式中右端的显式项采取二阶精度的离化处理,在求解隐式方程时,采用沿主流动方向往返扫描一次,其余两个方向交替变换Gauss-Seidel线迭代推进方向的方法。

大钝头短体跨音速大迎角不同流型的计算比较

采用不同流型 (无粘 ,层流 ,湍流 )的数值模拟方法计算了绕大钝头短体外形的跨音速大迎角时的流态 ,并进行了比较分析。数值方法中选用 van Leer分裂格式离散无粘通量项 ,并构造了一种 Limiter函数以保证 TVD性质 ;采用中心差分格式来离散粘性通量项。湍流计算中采用了 B-L湍流模型。算例表明不同流型的流态共同特点是三维分离的非定常性 。

跨音速粘流的计算

概述了一种采用粘流/无粘流相互作用原理计算跨音速粘流的方法。采用熵修正激波算子计及跨越激波时的熵增,形成的非等熵位势方法可比传统的位势方法更准确地计算无粘流动。提出了一种流向速度型,结合其它辅助关系式导出了三维湍流边界层积分方程反方法。用此方法可求得粘流解。利用半反耦合方式耦合了无粘流和粘流解。数值算例表明,计算结果与实验结果吻合;且对计算机的要求较低。

轴对称进气道外罩跨音速非守恒型全位势流AF3算法

本文针对轴对称进气道外罩跨音速绕流问题的特点,采用了贴体坐标网格;并对这类网格拓扑构造了三种Baker的隐式近似因式分解AF3有限差分迭代算法。通过理论分析与数值实验,找到了既能计算亚临界情形,又能计算超临界情形的AF3格式;并就此格式讨论了适合于进气道绕流特性的AF3迭代格式中间变量的提法,具体提出了格式实施的相应方法,研制了可供分析任意轴对称进气道外罩跨音速特性的计算程序。由于采用了任意曲线坐标系上的轴对称非守恒型全位势方程适合于用不同方法生成的计算网格,因此,本文的工作还有可能进一步推广到计算更复杂的轴对称进气道跨音速绕流问题。计算表明,本方法收敛快,结果好。

跨音速湍流边界层测量

热线探头在中国空气动力研究与发展中心(CARDC)FL-23跨超音速风洞中进行了校准。结果表明;热线过热比a_ω≥0.6时,密度灵敏度系数S_ρ基本不随a_ω变化;当a_ω=0.8时,在Ma=0.6～1.16范围内S_ρ基本不随Mach数变化。用校准后的热线探头测量了FL-23风洞试验段侧壁边界层的平均气流和脉动气流特性。平均气流特性与皮托管测得的结果一致性很好;速度脉动u′/和密度脉动p′/随距洞壁距离y的增加不单调减小。

轴对称跨音速进气道外罩绕流的高效差分算法

本文考虑轴对称跨音速进气道外流场的有限差分计算方法。采用守恒型位流方程、贴体坐标网格和精确边界条件,根据最佳收敛准则对轴对称情形设计出新的近似因式分解迭代格式,并将所设计的格式应用到计算皮托式进气口的轴对称跨音速流场。对几种典型进气口的计算表明,本文格式收敛快,计算结果与实验符合很好。

用对角线形式的隐式分解格式计算跨音速喷管流动

本文用对角线形式的隐式分解法计算了跨音速喷管流场,并且与普通形式的隐式分解法进行了比较。通过对平面和对称喷管流动的计算表明:对角线形式的隐式分解法保持了原隐式分解的精度和稳定性,并且可节省约1/2的计算机时间。

跨音速叶栅粘流计算的多级广义有限元法

将 Taylor- Galerkin广义有限元法和多级有限元的思想结合起来 ,并在人工粘性的处理上作了改进 ,构成了收敛速度和稳定性均较好的多级广义有限元法。利用该方法 ,并基于 N- S方程研究了二维跨音速叶栅流动。计算结果与实验结果符合较好。通过计算表明 ,该方法计算稳定、收敛较快 。

先进双发民用飞机跨音速绕流数值模拟

采用求解椭圆型和抛物型偏微分方程的方法及多块网格技术，生成机翼／机身／短舱／挂架复杂组合体外形的贴体及与边界正交的计算网格。应用有限体积法高效求解欧拉方程，模拟先进双发民用飞机的跨音速绕流，并计入机翼边界层的粘性效应，获得存在短舱、挂架干扰的翼身组合体气动特性。计算表明，短舱、挂架对超临界机翼的气动特性有显著的影响。