改善大網(wǎng)格拉伸比、駐點(diǎn)流影響的預(yù)調(diào)制計(jì)算技術(shù)研究.pdf

1、在計(jì)算低馬赫數(shù)流動(dòng)時(shí)，采用時(shí)間推進(jìn)法求解常會(huì)出現(xiàn)推進(jìn)的時(shí)間步長(zhǎng)很小的情形，造成計(jì)算難以收斂甚至計(jì)算結(jié)果失真，而預(yù)調(diào)制技術(shù)可以有效解決上述問(wèn)題，因而獲得了研究人員的廣泛關(guān)注。 首先，本文以課題前期研究為基礎(chǔ)，采用Van Leer預(yù)調(diào)制技術(shù)，結(jié)合MUSCL格式進(jìn)行了三維預(yù)調(diào)制算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，在NAPA源程序中完整添加了預(yù)調(diào)制算法功能模塊，將預(yù)調(diào)制技術(shù)應(yīng)用到三維簡(jiǎn)單工程內(nèi)外流算例中，數(shù)值結(jié)果表明，預(yù)調(diào)制技術(shù)在計(jì)算極低速流動(dòng)的準(zhǔn)確性和

2、收斂速度得到較大提高，迭代次數(shù)減少至未采用預(yù)調(diào)制技術(shù)的的1/10以下，擴(kuò)大了時(shí)間推進(jìn)法求解不可壓定常Euler方程的適用范圍，提到了計(jì)算效率。 其次，針對(duì)預(yù)調(diào)制矩陣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)典型預(yù)調(diào)制矩陣結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算的影響進(jìn)行了分析，尤其關(guān)注了預(yù)調(diào)制后雅可比系數(shù)矩陣的特征向量正交性對(duì)計(jì)算穩(wěn)定性影響，直接對(duì)原駐點(diǎn)預(yù)調(diào)制矩陣進(jìn)行了相關(guān)的研究，發(fā)現(xiàn)駐點(diǎn)預(yù)調(diào)制在駐點(diǎn)附近特征向量趨于正交，對(duì)于低速流動(dòng)其技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。 然后，對(duì)文獻(xiàn)資料中的相關(guān)網(wǎng)格拉

3、伸比矩陣作了相關(guān)推導(dǎo)，給出了D.Lee駐點(diǎn)預(yù)調(diào)制矩陣的相關(guān)推導(dǎo)過(guò)程，并對(duì)上述矩陣進(jìn)行了特征波速分析及穩(wěn)定性分析，說(shuō)明了這些預(yù)調(diào)制技術(shù)對(duì)計(jì)算的影響機(jī)理，采用二維算例對(duì)預(yù)調(diào)制技術(shù)進(jìn)行了檢驗(yàn)，數(shù)值結(jié)果表明采用駐點(diǎn)預(yù)調(diào)制技術(shù)處理低速流動(dòng)大網(wǎng)格拉伸比模型時(shí)在收斂速度上具有較大的優(yōu)勢(shì)。 最后，通過(guò)對(duì)預(yù)調(diào)制技術(shù)的理論分析和數(shù)值計(jì)算效果的檢驗(yàn)，提出了以Van Leer預(yù)調(diào)制與駐點(diǎn)預(yù)調(diào)制為基礎(chǔ)的混合預(yù)調(diào)制技術(shù)，能夠發(fā)揮二者預(yù)調(diào)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提