WENO格式的一种新型光滑因子及其应用

光滑因子是构造WENO格式的关键,决定了WENO格式能否达到最优收敛精度以及在间断附近能否保持本质无振荡特性。针对广泛应用的五阶WENO格式,采用算子函数近似导数关系的方法,设计了一种新型光滑因子。在间断区域,与传统的光滑因子相比,新型光滑因子对间断的识别更准确。在光滑区域,新型光滑因子使得新型WENO格式的非线性权更接近线性权。理论分析和数值验证表明新型WENO格式即使在一阶临界点也能保持一致五阶精度。一维典型激波问题的数值结果表明,与现有WENO格式相比,新型WENO格式提高了短波的分辨率,降低了格式的耗散,同时能够准确识别间断。对于典型包含激波和剪切层的流动问题,新型WENO格式不仅能够准确地捕捉强激波,而且能够精细模拟剪切层和声波等流场结构。     

悬停共轴刚性旋翼直升机涡尾迹高精度数值模拟

针对共轴刚性旋翼直升机流场涡尾迹的高精度数值模拟需求,结合结构化运动嵌套网格技术、高精度数值格式和非定常RANS方法,建立了共轴刚性旋翼直升机的非定常涡流场高精度数值模拟方法及高效并行化自主软件平台。运用所发展的方法和软件平台,进行了类“X-2”构型共轴刚性旋翼直升机悬停状态涡尾迹结构的高精度数值模拟。结果表明,所发展的数值模拟方法具有较高的计算效率和计算精度,能够捕捉到精细的涡尾迹结构及其非定常生成、发展和演化过程。     

火箭垂直发射燃气流场的数值模拟

数值模拟了火箭垂直发射燃气流场的非定常过程,在计算中采用了二阶精度的ＭＵＳＣＬ格式,在引入单调性限制条件和一定的耗散机制后,该方法适应于Ｅｕｌｅｒ坐标系下的计算。计算结果表明,该方法得到的流场激波结构十分清晰,计算结果和实验规律相一致。     

间断陡削化方法Ⅰ : 人为刚性源项方法——刚性常微分方程的计算方法的应用

本文针对界面运动的计算提出了适当附加人为刚性源项计算接触间断的方法。数值实验表明了这一方法是有效的。     

真实火箭燃气流场的测量与数值仿真

对用激光－莫尔偏折法测出的真实火箭燃气射流流场进行了数值仿真,在计算中采用了二阶精度的ＭＵＳＣＬ格式,将三维问题转化为二维问题,结果表明,理论计算与实验测量结果符合较好。     

高精度IPDG湍流模拟及通量格式数值特性北大核心CSCD

为更高精度数值求解复杂湍流问题,在内罚间断伽辽金(internal penalty discontinuous Galerkin,IPDG)方法框架内发展了基于SST k-ω模型的湍流模拟方法,通过对亚/跨/超声速工况下流场的数值计算与湍流特征捕捉,验证了方法的适用性,进而系统分析了AUSM、Lax-F、HLL和Roe 4种通量格式在IPDG湍流模拟中的数值特性。结果表明:AUSM格式在超声速工况下脱体激波面“褶皱”现象明显;Lax-F格式和HLL格式数值耗散大,在激波解析方面精度较低,且Lax-F格式在激波脚后诱导产生流动分离;Roe格式具备宽速域适用性,计算精度较高且能精确解析激波结构。     

曲线坐标系中OsherTVD有限差分格式几何参数的计算方法

本文提出了ＯｓｈｅｒＴＶＤ有限差分格式自由梯度的性质以及保证自由流条件和自由梯度条件的一种与界面雅可比列行无关的几何参数计算方法。     

一种高精度TVD格式中声速点处理方法

针对Ｃｈａｋｒａｖａｒｔｈｙ－ＯｓｈｅｒＴＶＤ格式,提出了一种处理声速点的方法,可使声速点和非声速点的计算统一起来 。     

气流掺混的数值模拟

采用显式的TVD MacCormack格式的时间分裂形式求解了平板上横流流场的二维N-S方程和组分输运方程,得到了流场中气体超音速流动和混合的结构图谱.为了获得对近壁附面层分离较好的模拟效果,采用了Lam和Bremhorst的低雷诺数ｋ-ε模型来模拟流动中的湍流粘性.计算结果表明,该方法可以用来求解横流流场中的气流掺混问题.     

守恒律方程的导数人工压缩法

将高分辨率差分格式用于守恒律方程的导数方程,可以克服传统高分辨率格式在极值点精度退化的缺点,类似于Harten的人工压缩法,新方法称为导数人工压缩法.本方法既能提高间断的分辨率,又能提高极值点处的分辨率,是一种高分辨率低耗散低扩散格式.用单个守恒律方程带间断和多极值的初值问题和一维激波管问题进行了验证,比较了Harten-TVD,人工压缩,导数人工压缩方法的在间断和极值点的分辨率问题.