GAMMA格式及DATE方法在SIMPLE算法中的应用

为了提高N-S方程数值计算的精度并解决压力-速度的耦合问题,将GAMMA格式、DATE方法与SIMPLE算法相结合,得到了一种高精度非结构同位网格下的SIMPLE算法.该算法用GAMMA格式离散对流项,用DATE方法处理方程求解过程中压力-速度的耦合问题,可以弥补传统动量插值法不能处理强非线性压力场的不足,保证对流项离散的稳定性及高精度特性.

SIMPLE算法中压力修正方程边界条件确定新探

不可压缩粘性流体Naver-Stokes方程SIMPLE算法求解中压力修正方程起着很关键的作用,但其边界处理的特殊性常给正确应用带来一定困难. 提出从连续性方程本质出发确定压力修正方程边界条件的新方法.通过对二维层流流动的计算分析表明了该方法的正确性。

可压缩流动SIMPLE算法压力修正方程边界条件处理探析

可压缩粘性流体Nivier-Stokes方程SIMPLE算法求解中压力修正方程起着关键的作用。提出从连续性方程本质出发确定压力修正方程边界条件的方法。通过对双圆弧(凸包)通道内流场的计算验证了方法的正确性。

任意六面体同位网格中的SIMPLE算法

针对建筑风场数值模拟,利用有限体积法建立了与任意六面体同位网格系统相适应的压力校正方程,给出了详细的压力校正方程离散形式.编制了相应的建筑风场数值模拟程序WSB.对双坡屋面建筑模型的风场数值模拟的结果表明:任意六面体同位网格系统中SIMPLE算法的计算效率高、收敛快,能够通用于比较复杂的建筑风场数值模拟.

流动与传热压力修正算法的研究现状及进展

求解流动与传热问题的压力修正算法于1972年首次由著名学者Patankar和Spalding提出,并被命名为SIMPLE算法。近四十年来,各国学者提出了多种改进方案来克服或者减轻由于这两点假设而引起的缺陷,所有这些改进的算法通称为SIMPLE系列算法。本文对压力修正算法,即SIMPLE及SIMPLE系列算法的研究现状及进展进行了详细介绍。

SI MPLE算法的一个新的改进方案

提出了SIMPLE算法的一个新的改进方案———MSIMPLE .该方案采用SIMPLEC中的方法对速度修正方程进行处理 ,同时对压力场的确定采用SIMPLER中的方法来完成 .通过对 2个典型的流动传热问题 (圆管突扩通道内的流动、正方形空腔内的自然对流 )的计算 ,将该改进方案与SIMPLE、SIMPLEC、SEMPLER算法进行了初步对比 .结果表明 ,改进方案有着更好的收敛特性 ,并且能节省数值计算的计算时间 .

求解流动和传热问题的一种新的全隐算法-CLEAR(上)

本文对求解不可压缩流体流动和传热问题提出了一种全隐算法。该算法被称为CLEAR(Coupled and LinkedEquations Algorithm Revised).该算法不同与SIMPLE系列算法之处在于,它用直接求解的压力改进速度,而不引入压力修正项。完全考虑了邻点速度的影响,速度和压力的耦合得到很好的保证。因此在很大程度上加快了迭代的收敛速度,而且可以通过引入第二松弛因子,对迭代过程进行控制。本文详细阐述了CLEAR算法的数学原理和计算步骤,并讨论与SIMPLER算法的区别。在本文下篇中用五个算例对CLEAR算法和SIMPLER算法进行比较,证明了该算法的可行性。

同位网格摄动有限体积格式求解浮力驱动方腔流

利用对流扩散方程的摄动有限体积格式，在Rayleigh数从10^3到10^8的范围内对浮力驱动方腔流动问题作了数值模拟．对流扩散方程的摄动有限体积格式具有-阶迎风格式的简洁形式，使用相同的基点，重构近似精度高，特别是两相邻控制体中心到公共界面的距离相等或不相等，PFV格式公式相同等优点．在数值模拟中，无论均匀网格还是非均匀网格均获得与DSC方法、自适应有限元法、多重网格法等Benchmark解相符较好的数值结果，证明UPFV格式对高Rayleigh数对流传热问题的适用性和有效性。

床面上直立圆柱的三维湍流数值模拟

从数值预报桥墩等结构物床面局部冲刷的角度发展绕直立圆柱的三维湍流的数值模拟技术.基于Wilcox的κ-ω两方程湍流模式,采用基于有限体积法的压力修正SIMPLE算法,计算了绕床面直立圆柱的三维湍流流场,分析了光滑和粗糙床面两种情况下的流动情况.通过系列的验证计算,表明该计算模型能够比较准确地反映不同外来流条件下绕直立圆柱的流场.计算结果揭示了床面粗糙度对绕圆柱的湍流流动的影响.

凝胶推进剂供给管流的压降数值研究

为了探索凝胶推进剂输送数值研究的方法及可行性,在凝胶推进剂直圆管和突变截面管道流动实验的基础上,采用Power-Law与Carreau两种本构模型,建立了非牛顿流体的二维不可压缩稳态流动的求解方法,通过交错网格进行离散求解,开展了基于SIMPLE算法的凝胶推进剂供给管流的压降数值仿真,分析了壁面滑移修正及触变性对管流压降的影响。结果表明:模拟液直圆管流的截面轴向速度的数值解同解析解的误差小于2%;考虑壁面滑移修正的管流压力损失与实验值一致性较好;触变性对突变截面管道流动的局部压降有显著的影响,这对于进一步优化供给管路及喷注器设计具有一定的理论指导意义。

建筑风场任意六面体同位网格系统的数值模拟

开发了建筑风场数值模拟程序W SB,自动生成任意六面体同位网格系统,建立控制方程的离散方式,实现与网格系统相适应的通用S IM PLE算法.对于网格非正交性和两相邻单元的中心连线与其公共面中心点的错位等两方面进行的修正,以显式的处理归入源项中,以保证控制方程离散的统一性和程序的通用性.通过对双坡屋面建筑模型的风场数值模拟和正方体网格系统的建筑风场数值模拟结果进行比较,以及与风洞试验结果相比较,都有相一致的结果.