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时-空守恒元解元算法(CE/SE method)是近年来兴起的一种全新的数值方法。该方法将时间和空间统一起来同等对待,通过定义解元和守恒元使得局部和整体都严格满足守恒律,它可以满意地求解间断流场。理论分析和大量数值结果表明CE/SE算法具有相当高的精度和间断分辨率。
目前CE/SE算法主要应用在二维空间的流场计算中,本文的主要目的是构造出三维CE/SE算法的计算格式,并编制相应的计算模块,从而扩展了CE/SE方法的应用领域。本文的研究工作主要集中在以下几个方面:
1、构造合适的三维守恒元、解元,推导三维CE/SE算法的计算格式,根据该计算格式编制相应的计算模块。
2、利用该模块,将改进三维CE/SE算法应用到三个经典的空气动力学超声速流动,验证了改进三维CE/SE算法的稳定性与收敛性,同时通过对比解析解、实验结果、其他算法的计算结果,验证改进三维CE/SE算法的精度与正确性。
3、利用该模块求解超声速前、后台阶绕流问题,并讨论了台阶宽度与来流马赫数对绕流的影响。