Euler方程无网格算法在可压缩流场中的应用

无网格算法区域离散用“点云”代替传统的网格算法中的网格划分。在当地点云上,引入二次极小曲面逼近计算空间导数,离散的Euler方程运用五步Runge—Kutta法直接推进求解。文中将非结构网格上的守恒型耗散算子直接应用到无网格方法中．计算域内点的生成借鉴成熟的结构网格和非结构网格生成技术,点云的选取快速而方便。最后,运用该方法给出了几个典型的算例。     

一种新型非结构动网格技术及其在流动中的应用

从保证运动壁面附近网格质量的角度出发,通过建立边界标记算法计算当地弹簧倔强系数,建立了一种新型的、基于弹簧近似方法的非结构动网格技术。通过2个典型算例表明,此动网格技术计算量远远小于弹性体方法的计算量,但网格变形能力达到了同样水平。最后将该动网格技术与基于有限体积法的EULER方程求解系统耦合,计算了机翼与外挂物分离的流场,并给出了2个典型时刻的上下表面压力系数分布。计算表明,该方法是高效可行的。     

动态网格在固体火箭发动机内流场计算中的应用研究

固体火箭发动机在工作过程中内流场结构随燃面的减退不断发生变化,利用通常的稳态网格难以对该问题进行准确模拟。针对此问题,首先介绍了实现动态网格的基本方法,然后采用动态层方法生成动态网格对某固体火箭发动机内流场进行了计算。计算结果与实验数据的对比说明使用动态网格方法计算的准确性和可行性,与准稳态方法计算结果的比较说明在时间步长较大以及流场参数变化剧烈的情况下,动态网格方法更适用于火箭发动机内流场的计算。     

基于偏移面方法的界面推进及其应用

从广义惠更斯原理出发,构建基于偏移面方法的界面推进方法.该方法首先移动表面网格,通过求解每个网格点的法向位移和切向位移对每个点进行重构,在三维计算时由于不需要体网格,所以计算量小、效率高,并能解决含奇异点推进的真实复杂问题.利用该方法,对多种装药结构的固体火箭发动机三维燃面推进过程进行模拟,计算结果表明该方法具有较好的...     

基于数值仿真的面杀伤战斗部对面目标成爆弹量计算方法

基于目标网格分割和数值仿真建立了面杀伤战斗部毁伤目标成爆弹计算方法,分别完成了不同目标分割网格大小、仿真次数对计算精度的影响分析研究,结果表明该方法具有比较好的收敛性和计算效率,并对目标分割网格大小不敏感.     

结构网格在数值仿真中的应用

本文主要讨论FLUENT软件在数值仿真中网格类型和计算模型对仿真结果的影响，在分析湍流模型对计算网格要求的基础上．提出数值仿真计算中结构网格划分技巧。并且通过实例对此方法进行了具体说明。     

气动弹性及并行化求解研究

使用流固数值计算程序代码耦合的方法,将CFD与CSD耦合研究气动弹性的颤振现象.非定常气动力的CFD解法是基于非结构动网格上的ALE描述的三维Euler方程的有限体积法,结构颤振的CSD解法是基于有限元的线性模式叠加原理的机翼三维振动方程的求解.对用于非结构运动网格生成的标准弹簧近似方法进行了改进,提高了网格变形能力和网格质量.在CFD求解中,使用MPI 并行编程方法进行了网格区域分解并行化计算.针对AGARD445.6机翼的案例,进行了试验与计算数据之间的比对,并在运行中通过并行化编程,对耦合解算器的加速比以及并行效率进行了研究.     

一种适用于鱼雷变舵角的结构网格处理方法

针对鱼雷变舵角工况计算流体力学（CFD）流场计算中网格划分环节,以＂十＂字形全动舵、＂十＂字形翼端舵两类鳍/舵布局为对象,提出了一种快捷高效的多结构化网格处理方法。结合结构网格有利于对近壁面网格精细控制、保证其求解精度高的特点,采用多块结构化网格划分思路,把鳍/舵局部流场区域从全雷整体域中分离出来,形成多块计算域,在各自独立坐标系下划分结构化网格,通过多块耦合方法形成全流场计算域网格。减小了网格划分工作难度,避免了重复性,提高了设计计算效率和精度。经计算结果验证,本文方法有效可行,可推广适用于绕定轴旋转等局部小范围变化的几何构型。     

网格对炮口制退器仿真计算的影响

为研究网格质量对炮口制退器CFD仿真结果的影响,以某炮口制退器为对象,利用Fluent比较结构网格、非结构网格和混合网格对炮口处三维流场计算结果的影响.对比以上3种网格的仿真时间和网格数量,结果表明采用结构网格所需的网格最少,运算所耗机时最短,但网格划分工作量最大.将仿真结果与试验结果进行对比,结构网格与混合网格得到的效率与试验实测值符合良好,非结构网格计算所得炮口制退效率与实测值相差较大.由此可以得出结论:在炮口制退器CFD仿真中,炮口制退器流场网格模型的近壁面宜采用结构网格以保证仿真结果的正确性,远场的网格类型对炮口附近三维流场计算结果影响不大.     

三维直角网格自适应DSMC数值模拟

利用物面网格和流场网格耦合处理的方法,编制了三维再入飞行器稀薄高超声速绕流流场通用的DSMC计算程序,发展了一种高效、小存贮自适应多级直角网格技术,计算了圆球自由分子绕流和稀薄过渡区球双锥体绕流流场结构特征和气动力热特性,并将圆球自由分子绕流的计算结果、理论解以及超热力学解进行了了比较,利用直角网格自适应技术模拟了头双锥外形再入飞行器流场结构和气动力系数,验证了流场网格和物面网格处理方案和计算程序的可靠性.     

弹箭外部绕流数值仿真中网格的选择

讨论了结构网格和非结构网格在弹箭外流场数值仿真中的特点，提出了弹箭外部绕流数值仿真中选择网格的三点原则。以某火箭弹外部绕流数值仿真为例。对比了采用结构网格和非结构网格进行仿真时的内存占有量、CPU时间以及计算精度，其结果分析对弹箭外部绕流数值仿真中网格的选择具有一定的指导意义。     

超音速伞弹流场特性数值分析

伞弹系统超音速流场特性直接关系到伞弹在超音速条件下的气动力性能,对流场特性进行分析和研究能够为伞弹设计和使用提供参考依据.通过建立分块结构化计算网格,基于有限体积法和SST湍流模型对飘带伞和平头子弹组成的伞弹系统进行超音速数值模拟,采用数值纹影法显示流场分布.结果表明,伞弹超音速流场结构复杂,包含多种激波形态和流态.通...     

复杂结构火箭发射药非稳态温度场的数值模拟

对火箭发动机（包含发射药）的非稳态温度场进行数值模拟是确定火箭发射药实时温度的一种有效方法。论文首先建立了某火箭发动机传热的数理模型。鉴于发射药由7根药柱构成,结构复杂,无法在结构化网格基础上求出待求区域的温度场,因此,采用三角形非结构化网格并推导出计算区域内各节点的离散方程。编制程序,以数值计算方法求出发射药的温度场。结果表明,各特征点温度的计算值与实测值均吻合较好。因此,采用论文方法能正确模拟上述复杂结构火箭发射药的非稳态温度场。     

水中多物质爆炸场的三维数值模拟

对水中爆炸的三维多物质数值模拟问题,采用基于有限差分的拉格朗日、欧拉相结合的方法,在矩形网格上离散差分控制方程组;在欧拉步中引入模糊方法处理界面,计算各输运量;用Fortran语言编程计算;用自主研发的可视化软件进行后处理,考虑了由爆轰产物、混凝土、水介质的多物质爆炸场,给出了二维截面和三维模拟结果、几个关键点的压力曲线。其结果与实际较为吻合,特别是冲击波在水中传播和混凝土挡墙在水中被炸毁的模拟的效果较好,证明数值方法有效而适用。     

母弹激波对子弹气动特性影响的研究

本文应用重叠网格技术对子母弹分离过程中多体无粘超声速流动进行了数值仿真。采用NND格式 ,通过求解 Euler方程 ,给出了母弹附近的子弹气动干扰特性。     

混合网格并行计算的分区方法

工程应用所需求的混合网格至少应有数百万网格点。甚至上千万网格点。在进行并行计算前常需要对混合网格进行分区。文中描述采用软件包Metis对混合网格进行分区的步骤，采用软件包Metis提供的多级k路图分区法对有4095096个网格点的DLR-F6翼型的混合网格进行分区，分区结果表明多级k路图分区法是一种对混合网格分区的有效算法。     

格栅翼外形参数对气动特性影响的数值计算研究

用计算流体力学方法系统地研究了格栅翼的格数、格壁厚度、格壁前后缘倒角对格栅翼气动特性的影响。结果表明：格数增加使格栅翼的阻力和升力都增大,而阻力增大得更显著;格壁厚度对阻力影响较大,对升力影响较小,格壁厚度增大,格栅翼的阻力显著增大;格壁前后缘倒角使阻力明显减小,而对升力影响不大。     

一种DRSM湍流模型在导弹绕流模拟中的应用研究

基于平均N-S方程,采用微分雷诺应力湍流模型,非结构混合网格技术,对十字翼导弹绕流流场进行数值模拟.微分雷诺应力模型需要求解雷诺应力张量的每个分量的偏微分方程组,采用压力-应变速率和三阶速度相关项使方程封闭.理论上,微分雷诺应力模型更能反映物理实际.本文研究了十字翼导弹非结构网格的网格收敛性,重点分析了中等大攻角的导弹...     

基于一种泄漏流边界模型的封严篦齿分析方法研究

针对篦齿通道中存在的结构相对复杂、封严间隙随工作状态变化、数值模拟计算域网格量大等问题,对不同密封构型参数下的多种直通式封严篦齿模型进行了高速实验研究,并基于实验结果建立能够反映环境参数和封严构型参数对密封性能影响的篦齿泄漏流边界模型。结果表明：该模型能够很好地还原实验规律,可以在多级的压气机计算中可靠地模拟篦齿泄漏流动,并在某3级压气 机中计算得到0.5%的泄漏量将分别导致压气机流量、压比和效率呈现1.4%、0.3%和1.1%的下降。     

双车厢两栖车静水直航下的水动力性能研究

近年来开发了双车厢的水陆两栖车以提高其运载能力。研究基于某型号双车厢水陆两栖车的实尺度模型,采用计算流体力学方法和重叠网格技术建立多体运动的数值仿真模型,双车厢之间采用具有3自由度的球形铰接点进行连接。计算双车厢两栖车在静水中运动的水动力性能,分析前后车体的阻力、纵摇、垂荡运动性能以及球铰连接对车体的影响。研究结果表明：数值计算与拖曳水池试验的总阻力结果基本一致;基于可实现的k-ε湍流模型和多体重叠网格技术,可以很好地实现对双车厢两栖车水动力性能的数值预报;静水直航工况下两栖车的纵倾角度保持在1°以内,纵摇性能优良。