基于拟压缩方法的二维低速流动数值模拟

来源 :西北工业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:xmound
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
该文运用拟压缩方法,发展了一套适用于二维低速流动的定常和非定常数值计算方法.通过在不可压连续性方程中引入拟压缩项,使控制方程成为一个封闭且可以沿时间方向推进求解的双曲型偏微分方程组.拟压缩项的引入使不可压方程在满足速度散度为零的同时耦合了速度和压强的变化.控制方程采用中心格式有限体积法进行空间离散,对于定常流动,运用Runge-Kutta显式多步法进行时间推进求解,非定常流动采用隐式时间离散的"双时间法"(Dual-Time Stepping Method)进行推进求解.通过对二维圆柱、平板、翼型绕流的数值模拟,验证了该文方法的正确性和有效性.该文的主要工作如下:1.参照可压缩流动计算的中心格式有限体积法完成了拟压缩方法二维定常不可压Euler方程的推导和流动计算程序的编写.推导了Euler方程通量矢量的Jacobian矩阵在直角坐标系和曲线坐标系下的特征值,并由此导出相应的稳定性条件.根据理想不可压流体满足Bernoulli方程的原理,在程序中添加了压强阻尼项,加快了解的收敛速度.利用Euler程序计算并得到了二维圆柱表面的压力分布,结果与理论解一致.2.推导了引入拟压缩项的二维定常不可压N-S方程,编写了基于中心格式有限体积法的二维定常N-S方程计算程序,给出了二维平板层流N-S方程计算结果和Blasius解的比较,验证了本文方法的正确性.进行了低雷诺数下绕翼型流动的数值模拟,得到了正确的计算结果.3.推导了拟压缩方法二维非定常不可压Euler/N-S方程,编写了二维非定常Euler/N-S方程计算程序.该程序基于"双时间法",适用于翼型作任意运动的非定常低速流动计算.4.研究了在二维定常不可压流动状态下雷诺数和翼型厚度等参数对翼型气动特性的影响.5.对于非定常不可压流动,分析了运动参数对翼型气动特性的影响,为进一步研究绕三维扑翼的非定常流动打下基础.该文的计算结果与分析表明,该文所使用的方法是正确的,且定常计算结果可靠.运用该文方法分析了各参数对翼型气动特性的影响,进一步结合叶素理论还可以估算扑翼的气动特性,进而指导微旋翼或扑翼微型飞行器的初期设计.
其他文献
大型整流罩分离系统是火箭飞行中一个关键的子系统,决定着火箭能否顺利的将有效载荷送入预定轨道。随着中国航天技术的进步,新一代运载火箭正朝着大直径、大推力的方向发展,
电力系统运行中总会受到自然和人为因素的干扰,导致电力系统不可避免的发生故障。而故障发生后,大量的警报信息传入调度中心,将给调度人员进行事故分析和处理带来困难。因此若能提供一个自动处理警报系统,将会使调度人员在进行事故分析和事故处理上事半功倍。目前,传统人工智能方法在搭建诊断模型时,主要集中于处理具有空间不确定性的警报信息,而忽略了信息的时间不确定性。针对该问题,本文提出了基于时间序列的贝叶斯网模型
壁板颤振是发生在高速飞行器上的一种典型的超音速气动弹性现象。在高超音速飞行器的设计中,由于气动加热效应相当剧烈,壁板的热颤振问题是一个关键的气动弹性问题。壁板颤振的
本文通过对荣华二采区10
期刊
随着铁路运输能力日益提高和铁路运输的大提速,铁路运输部门对电力机车的牵引性能的要求更加严格了。将机车置于不同线路上进行牵引试验可获得其牵引性能。机车牵引试验是铁
随着近年我国越来越重视教育制度和教材内容的改革,使教师在教学方式方法上也应该做出一定的改变,尤其是在高中语文方面,需要重点进行改革.语文的教学在我国有着悠久的历史,
大量的结构破坏事实表明,建筑物会否倒塌很大程度上取决于梁、柱的设计,特别是随着建筑物高度和跨度的不断增加,梁、柱承受的荷载越来越大,这要求梁、柱不但应具有很高的承载力而
燃烧室外机匣和轴承座是航空发动机的两种重要构件,其疲劳失效问题是工程界普遍关心的问题,基于此,本文对该两种结构(包含焊缝)的强度和寿命进行了研究分析。 本文对多种典型
基于机器视觉的仪表识别是电力机车检修作业数字化、智能化的重要技术方法。仪表智能识别系统应该实现表头分类、仪表计量数据识别、计量数据自动入库。但是目前多数仪表的识
声发射技术作为评价结构完整性的无损检测技术,已经受到越来越多的专家学者的重视与关注,本文将全波形声发射技术用于对不同强度混凝土试块、同强度的素混凝土试块和钢筋混凝土