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借助于张量分析和张量计算,在贴体曲线坐标系下本文讨论了不同求解变量导致了粘性项个数上的重大差异和不同大小的计算量,并提出了便于粘性计算的最佳形式。文中借助于有限体积离散技术,通过引进两个对称辅助矩阵[A]和[B],使粘性项的计算量大大减少,这对完成三维粘性流的数值计算具有重要的指导意义。借助于上述方法,本文完成了某型真实进气道两种工况的三维粘性Navier-Stokes方程计算(即M∞=3.0,a=0°和设计工况M∞=2.65,a=0°),获得了满意的全场结果;对于M∞=2.65的设计工况。同实验数据作了比较,符合良好。由于本文的方法明显的减少了粘性项的计算量且节省了大量内存,以致于使三维流场的N-S求解能在普通微机上进行。 相似文献
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提出了一套适用于高耗时三维气动设计问题的优化设计体系.其主要思想是采用改进拉丁超立方体试验设计选取样本点,应用自行开发的三维粘性流场求解程序进行流场计算建立数据库,采用二次响应面方法建立近似模型,再应用高效模拟退火算法进行全局寻优.以NASA rotor57为对象,在详细进行流场计算基础上采用所提出的优化体系对其进行了三维积叠优化设计.在对流量、效率加以严格约束的条件下,总压比可提高1.8%,对流场结构进行了分析.优化结果表明本优化方法省时,适于三维气动设计的特点. 相似文献
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一种双斜切双压缩面气道性能的数值模拟 总被引:6,自引:0,他引:6
采用LU-SGS隐式推进方法及ROE的通量差分分裂格式,结合带非线性限量因子的MUSCL插值方法编写了雷诺平均的三维N-S方程的数值求解程序,并供助该流场计算程序研究了一种双斜切双压缩面进气道在未经流场控制情况下的流动结构和气动性能(M=1.9,H=11Km)。计算结果表明:所编制的流场计算程序能够准确快速地求解三维粘性流场,并对流场间断具有较高的分辨率;所研究的进气道即使在未经流场控制的情况下也具有较高的总压恢复系数,这体现了双斜切双压缩面进气道总压恢复系数高的优点,但由于流场中存在分离流动,应采取抽吸附面层等流场控制措施。 相似文献
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一种高效的多重网格三维N-S方程计算方法及其应用 总被引:3,自引:0,他引:3
介绍一种基于 Jameson中心差分和 Runge-Kutta时间推进的三维 N-S方程计算的有限体积方法 ,计算点选取体积单元中心 ,为了提高收敛效率和程序稳定性 ,采用了当地时间步长和多重网格方法 ,特别是针对粘性计算中计算网格形状比高的特点 ,隐式残差光顺采用当地变系数的方法 ,并专门设计了考虑计算网格形状比的人工粘性模型。应用本文方法对收扩喷管的三维流场和NACA0 0 1 2翼型二维流场进行了计算 ,结果表明程序具有良好的收敛能力和较高的稳定性。 相似文献
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在三维曲线坐标系下采用多区域耦合法对包括三级涡流器在内的环形燃烧室三维两相反应整体流场进行了数值模拟。计算中采用区域法和偏微分方程法生成三维贴体网格,采用标准k双方程紊流模型,EBU-Ar-rhenius紊流燃烧模型和六通量热辐射模型。在非交错网格体系下,气相用SIMPLE法求解,液相采用颗粒群轨道模型,并用PSIC算法对其进行数值求解。计算结果表明,程序编制可靠,建立的三维网格生成和流场计算程序可为燃烧室优化设计和研制提供有用的数据。 相似文献
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论述了低速不可压流场全方位校准五孔探针测量数据处理的计算机程序,并对计算结果进行了对比分析。研究表明,采用速度迭代法构筑二阶拟合多项式对校准和测量数据进行处理,角度偏差不大于1°,速度偏差不大于1%,完全可以满足工程上定量测量三维流场的要求,具有较高的工程实用价值。 相似文献
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对燃气排导箱内的典型三维稳态流动过程进行了粘性不可压数值计算,采用较为成熟的SIMPLE方法。所发展的计算程序可求解质量、动量和能量守恒方程,k-ε双方程湍流模型方程,以及热辐射通量方程,并进行了程序的算例验证。三维燃气排导箱内的计算结果也得到了一些实验测量的数据的验证,得出一些有工程实用价值的结果和结论。 相似文献
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应用N- S方程压力修正算法和k- ε两方程湍流模型,对端弯叶片和基准(无端弯)叶片的平面叶栅进行了三维粘性数值模拟。在采用简单交错网格的情况下,通过对计算控制体通量的速度进行修正的方法解决了N- S方程压力修法算中遇到的压力场和速度场呈锯齿状分布的问题。用实验测量值对本数值模拟方法的精度和可靠性进行了检验 相似文献
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用Jameson的有限体积法,对某型号飞机在不同飞行状态下的进气道流场进行了数值模拟。求解的控制方程为三维非定常N-S方程。在对流项的计算上用二阶中心差分有限体积法,粘性项的计算则采用作者在[1]中发表的一种有限体积框架下的新的离散化技术,时间方向用多步Runge-Kutta方法进行推进,以增大CFL条件数。湍流模型则采用Baldwin-Lomax代数模型。求解过程中还采用了当地时间步长,隐式残量平均、人工粘性等加速收敛技巧。最后给出了各种飞行状态下进气逼出口截面的平均总压恢复与总压畸变,得出了比较满意的结果。 相似文献
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本文用保角转绘加剪切变换生成三维机翼与翼身组合体C-H型网格,并在这类网格拓扑上,用有限体积法研制出可供分析机翼与翼身组合体绕流的三维欧拉方程计算程序。本方法的特色是改进了机翼表面网格点的分布,使机翼后缘与网格线一致;采用了当量机身,使机岙表面到对称面光滑过渡;嵌入了边界层粘性修正。改善了计算结果。数值计算表明,对粘性影响较大的超临界绕流,边界层修正效果显著。 相似文献
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分流叶片位置对高转速离心压气机性能的影响 总被引:8,自引:0,他引:8
运用三维粘性流动数值计算程序FineTM/Turbo对叶顶间隙泄漏存在时带分流叶片的高转速离心压气机模型级内部流动进行了数值模拟,重点分析了分流叶片不同起始位置及不同周向位置对压气机级内三维粘性流场及整级性能的影响.计算中采用Jameson的中心差分格式结合Baldwin-Lomax代数模型使用时间推进法求解雷诺平均N-S方程,计算模拟了模型级内部复杂的三维粘性流动过程及气体参数分布的详细结构和规律.计算结果表明:采用分流叶片在进口段会减少叶片阻塞,从而使更高的质量流量可以流经叶轮;分流叶片起始位置位于Ⅲ时,两个通道叶轮出口处速度分布最均匀;分流叶片越短,长叶片压力面无量纲静压载荷越大.当分流叶片长度达到某一数值后,长叶片载荷变化趋于平缓.分流叶片位于不同周向位置时,IBSA叶轮的模型级效率最高,压气机性能最好. 相似文献
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发展了一种二元喷管流场计算的三维N-S方程扫描有限元方法,给出了N-S方程中二阶导数项新的离散方法,以及更完善、简洁的扫描有限元方程的表达式。开发了相应的计算程序,用所发展的方法对二维平面收扩喷管、两种大宽高比的二元喷管及其圆变方转接段的三维粘性流场进行了计算,计算结果表明本方法具有较宽广的适用范围,计算结果良好 相似文献
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