不可壓流體譜元法計算中的出口邊條件比較研究.pdf

1、廈門大學碩士學位論文不可壓流體譜元法計算中的出口邊條件比較研究姓名：陳欣慰申請學位級別：碩士專業(yè)：概率論與數(shù)理統(tǒng)計指導教師：許傳炬20010101I ．引言、預備知識本章簡單介紹計算流體力學、譜方法和出口邊條件等方面的基本研究內(nèi)容和研究現(xiàn)狀．流體力學成為獨立的一門科學是開始于1 8 世紀B e r n o u l f i 積E u l e r方程的建立，1 9 世紀初期和中期，N a v i e r 和S t o k e s 發(fā)表了粘性

2、流體的運動方程式．1 9 世紀末，R e y n o l d s 發(fā)現(xiàn)了流體的兩種完全不同的流動狀態(tài)，即層流和紊流。2 0 世紀以來，這門科學發(fā)展很快，庫塔和儒可夫斯基發(fā)表了機翼的升力理論，P r a n d t l 提出邊界層理論，這些理論對流體力學開始脫離經(jīng)典的理論研究而與工程實際相結(jié)合起著很大的作用。此后，由于航空事業(yè)和其他工業(yè)的迅速發(fā)展，機翼理論、紊流理論、可壓縮流體運動的理論和高速空氣動力學等都獲得了巨大的成就．計算流體力學是

3、由流體力學理論，計算機技術(shù)和數(shù)值方法等交叉產(chǎn)生的一門應用基礎學科，是繼理論分析和實驗研究之后出現(xiàn)的研究流體力學及其應用的第三種研究手段．關(guān)于一個物理現(xiàn)象的最可靠的資料常常是由實驗得到的．試驗結(jié)果感性可信，它是理論分析和數(shù)值方法的基礎，然而，實驗往往受到模型尺寸，外界干擾、人身安全和測量精度的限制．此外，實驗還面臨耗資巨大及周期長等問題．由于計算機技術(shù)和數(shù)值方法的發(fā)展。為復雜流體問題的計算機模擬提供了可能性．計算流體力學正逐漸超越理論分析

4、和實驗研究，成為流體力學研究的主要手段．現(xiàn)在計算機巳能計算出飛機的全機壓力分布，并可獲得不可能從風洞試驗中得到的數(shù)據(jù)．對粘性不很重要的流動，如爆炸沖擊波的傳播等，數(shù)值計算已成為取得動態(tài)模擬的主要手段．在從飛行器設計到大氣和海洋的大范圍模擬的廣泛領域中，可以借助高性能計算機對流動現(xiàn)象進行數(shù)值模擬．數(shù)值計算突出的長處是費用少。周期短，很容易模擬真實條件和理想條件。但是，數(shù)值計算不僅依賴于計算機的性能及其結(jié)果的準確性，還取決于合理的數(shù)學模型和