基于HLLC格式的径向叶轮叶顶间隙流场分析

推导出相对旋转坐标系下的HLLC(Harten,Lax,van Leer,contact)通量算式,自行开发基于多块结构化网格的有限体积程序,实现对叶轮机械流场的数值求解。分别对闭式后弯叶轮、半开式径向叶轮展开流场数值模拟,通过不同叶高处表面压力等数据的比较表明,模拟结果和商业软件吻合较好,算法的正确性得到验证。以半开式径向叶轮为研究对象,展开叶顶间隙流动的特性分析。计算结果表明,叶顶间隙的总泄漏量随叶轮扩散因子的增加而近似线性地增大,但泄漏量的绝对数值及泄漏损失随扩散因子的增加而减小。间隙泄漏受叶顶载荷驱动,泄漏机制在一定转速范围内具有相似性。近堵工况泄漏涡产生的位置偏后,但衰减更快。

基于近似Riemann解的有限体积ALE方法

研究二维平面坐标系和二维轴对称坐标系中四边形网格上可压缩流体力学的有限体积ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)方法.数值方法采用节点中心有限体积法,数值通量采用适用于任意状态方程的HLLC(Harten-Lax-Van Leer-Collela)通量.空间二阶精度通过用WENO(weighted essentially non-oscillatory)方法对原始变量进行重构获得,时间离散采用两步显式Runge-Kutta格式.数值例子显示,方法具有良好的激波分辨能力和高精度的数值逼近能力.

A CHARACTERISTIC-BASED FINITE VOLUME SCHEME FOR SHALLOW WATER EQUATIONS

We propose a new characteristic-based finite volume scheme combined with the method of Central Weighted Essentially Non-Oscillatory （CWENO） reconstruction and characteristics, to solve shallow water equations. We apply the scheme to simulate dam-break problems. A number of challenging test cases are considered, such as large depth differences even wet/dry bed. The numerical solutions well agree with the analytical solutions. The results demonstrate the desired accuracy, high-resolution and robustness of the presented scheme.

多介质五方程简化模型及界面捕捉的人工压缩算法

根据两介质五方程简化模型的基本假设,发展了适用于任意多种介质的体积分数方程。为了捕捉多介质界面,将HLLC-HLLCM混合型数值通量的计算格式推广应用于二维平面和柱几何的多介质复杂流动问题,在高阶精度的数据重构过程中采用斜率修正型人工压缩方法ACM。通过一维、二维多介质黎曼问题算例测试,结果表明:发展的计算格式能够较好地分辨接触间断和激波,间断附近物理量无振荡;对于添加了初始扰动的激波问题,能够有效抑制激波数值不稳定性;使用二维柱球SOD问题和接触间断型黎曼问题检验计算格式对多介质复杂流动问题的适应性。