二維N-S方程湍流模型研究及多重網(wǎng)格技術應用.pdf

1、本文的主要工作是將湍流模型應用于N-S方程，并就多重網(wǎng)格技術的加速收斂作用進行研究。這一工作包含數(shù)值網(wǎng)格的生成、解算器的編寫及加速收斂措施的應用。數(shù)值網(wǎng)格為混合粘性網(wǎng)格，即在物面附近采用結構化的網(wǎng)格單元而其他區(qū)域采用非結構化的網(wǎng)格單元；解算器采用的是Jameson的有限體積法，加入了S-A、κ-ω、SSI、三種湍流模型；用聚合式的多重網(wǎng)格法來加速解的收斂，對湍流的粘性繞流還采用了各向異性的聚合式多重網(wǎng)格法。應用上述方法，進行了繞翼型流場

2、數(shù)值模擬，以檢驗本文所發(fā)展的方法的正確性及所編制的程序的魯棒性。主要進行了以下幾個方面的工作： 1．N-S方程組的數(shù)值求解方法研究。在混合網(wǎng)格基礎上，采用Jameson的中心格式加人工耗散的有限體積法進行N-S方程組的求解。方程是以邊為基礎進行離散，該離散方法適用于任意外形的網(wǎng)格單元。時間推進格式采用顯式Rurtge-Kutta格式，并采用當?shù)貢r間步長、隱式殘值光順技術加速收斂。 2．湍流模型的選取及數(shù)值求解技術研究

3、。主要選取和求解了S-A、κ-ω、SST三種模型，并就三種模型在翼型流場中的模擬能力進行了對比研究。 3．多重網(wǎng)格法應用研究。為加速收斂采用了多重網(wǎng)格法。采用了聚合式的多重網(wǎng)格法，對初始網(wǎng)格按一定方式進行聚合就得到粗網(wǎng)格。粗網(wǎng)格上的解由細網(wǎng)格上的殘值來驅動，細網(wǎng)格上的解由粗網(wǎng)格上的解進行修正，這樣就能較快地消除細網(wǎng)格上解的高低頻誤差，加速解的收斂，提高計算效率。在對N-S方程用多重網(wǎng)格求解時采用了各向異性的聚合方法，即對網(wǎng)格進