国家自然科学基金(91016010)
- 作品数：6 被引量：21H指数：4
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- 滑移边界条件的收敛性分析及应用被引量：4
- 2013年
- 用速度滑移与温度跳跃边界条件代替通常假定的无滑移边界条件,可有效地提高计算流体力学模型对高空滑移流区域流动的预测精度。应用Maxwell滑移边界条件时,通过直接计算速度梯度及温度梯度而得到速度滑移和温度跳跃量的处理方法在网格较密的时候会出现迭代计算发散的问题。理论分析表明,直接计算梯度的方法使边界条件的时间推进过程等价于雅克比迭代过程,因此必须满足相应的收敛性条件。为了消除收敛性条件的限制,给出了一种在任意网格密度下均收敛的边界条件处理方法并通过数值算例验证了该方法的正确性。针对高空高超声速流动,以空天飞机为例,对比了滑移/无滑移边界条件所得结果的差异,分析了滑移效应对飞行器气动特性及热环境的影响。
- 曹文斌李桦高洪贺
- 关键词：收敛性高超声速计算流体力学
- 基于结构网格的高超声速流动大规模并行数值模拟研究
- 2012年
- 本文采用MPI消息传递模式自主开发出适用于高超声速流动数值模拟的并行计算软件,该软件以三维Navier-Stokes方程为基本控制方程来求解层流问题,应用基于结构网格的有限体积法对计算域进行离散,采用AUSMPW+格式求解对流通量,利用MUSCL插值方法获得高阶精度,时间格式上采用LU-SGS方法进行时间迭代以加快求解定常流动的收敛过程。在高性能计算机上针对不同高超声速流动进行大规模并行计算的结果表明,所开发的CFD并行计算软件具有较高的并行计算效率,为高超声速飞行器气动力/热的准确预测提供了高效工具。
- 丁国昊李桦潘沙高洪贺
- 关键词：高超声速数值模拟并行计算结构网格
- 高性能并行计算在航空航天CFD数值模拟中的应用被引量：8
- 2012年
- 本文介绍了高性能并行计算在CFD数值模拟中的应用。CFD高性能并行计算可扩大求解规模,加快求解速度,是CFD实现高效计算的必然发展趋势。本文通过"数值风洞"的概念分析了CFD高性能计算的应用前景及对高性能计算的需求。通过某乘波飞行器前体并行算例对8～256CPU的CFD大规模并行效率和加速比进行了分析,并将CFD并行计算应用于高温热化学非平衡的返回舱数值计算中。
- 潘沙李桦夏智勋
- 关键词：并行计算计算流体力学空气动力学数值模拟
- 网格生长动力学模型的建立和求解及其混合黏性网格生成中的应用
- 2021年
- 真实飞行器外形复杂,涉及的流动结构和现象对数值模拟中所需的网格提出了较高的要求。本文首先研究了各向异性黏性网格的生成方法,提出了网格生长动力学模型,并建立了松弛算法求解该模型,从而得到合理的层状网格;提出并建立了各向同性四面体网格的阵面推进Delaunay网格细化算法。最后通过数个算例对所建立的混合黏性网格生成方法的适用性和可靠性进行考察。结果表明,本文建立的混合黏性网格生成方法适用于复杂飞行器的网格生成,具有较高的可靠性。
- 任一鹏刘枫林其胡华伟
- 关键词：混合网格
- 光学窗口凹腔流场的光学传输效应研究被引量：5
- 2012年
- 当带有光学成像探测制导系统的高速飞行器在大气层内飞行时,光学窗口与来流之间会形成复杂的凹腔绕流流场,产生气动光学效应。建立了求解超声速流场的高精度LES/RANS混合算法模型,研究了超声速流动条件下的Settles三维凹腔流动;在计算得到精确流场数据的基础上,研究了凹腔剪切层区域的光学传输效应。结果表明,凹腔流动的剪切层结构将引起光线抖动,导致严重的波面畸变,明显降低光强斯特雷尔(Strehl)比,严重影响光学传输性能,进而大大降低光学制导精度。
- 冯定华李桦肖飞丁国昊王文龙田正雨潘沙
- 关键词：大气与海洋光学气动光学光线追迹
- 高超声速流动计算中LU-SGS隐式算法的应用被引量：4
- 2013年
- 在高超声速条件下,对原始LU-SGS格式及其改进方法的收敛速度做了深入的比较分析,目的是进一步更好地将LU-SGS算法用于工程上复杂外形的计算模拟中。二维圆柱,三维钝锥及空天飞机算例的结果表明:对于高超声速粘性流动的计算,粘性项应进行隐式处理;BLU-SGS方法给出的内迭代方式的收敛性优于DP-LUR方法所给出的内迭代方式;LU-SGS算法中雅克比系数矩阵的计算方式对计算量及收敛性影响较大,若采用精确的矩阵形式,则在流动无分离情况下能取得快速收敛的效果,而在含有流动分离的情况,因受稳定性的影响,精确的矩阵形式的收敛表现不及对角近似形式。
- 曹文斌李桦丁国昊
- 关键词：收敛性高超声速计算流体力学
