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一阶迎风差分格式的精度问题 被引量：26
1
作者 张小峰 中川一 许全喜 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期6-9,41,共5页
通过对一维线性对流方程和一维非线性对流方程的数值求解 ,对一阶迎风差分格式的精度作了较详细的分析 .当计算如悬移质泥沙、污染物等质量输移方程时 ,应避免用其离散其中的对流项 ;而当计算水流动量方程时 ,用其离散其中的对流项可以... 通过对一维线性对流方程和一维非线性对流方程的数值求解 ,对一阶迎风差分格式的精度作了较详细的分析 .当计算如悬移质泥沙、污染物等质量输移方程时 ,应避免用其离散其中的对流项 ;而当计算水流动量方程时 ,用其离散其中的对流项可以获得较高精度结论 .最后给出了算例 。 展开更多
关键词 迎风格式 差分方法 数值模拟 悬移质泥沙 输移 水流
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广义差分法及其应用 被引量：13
2
作者 李荣华 《吉林大学自然科学学报》 CAS CSCD 1995年第1期14-22,共9页
综合报道了关于广义差分法的研究。简要概述了作者及国内同行近十几年来在广义差分法方面的主要成果，包括了椭圆、双曲和抛物方程广义差分格式的构造，误差的Ｓｏｂｏｌｅｖ模估计和超收敛性，以及广义差分法在电磁场、计算流体等领域... 综合报道了关于广义差分法的研究。简要概述了作者及国内同行近十几年来在广义差分法方面的主要成果，包括了椭圆、双曲和抛物方程广义差分格式的构造，误差的Ｓｏｂｏｌｅｖ模估计和超收敛性，以及广义差分法在电磁场、计算流体等领域的应用。 展开更多
关键词 广义 有限元 迎风格式 差分方程
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海水入侵及防治工程的后效预测 被引量：8
3
作者 袁益让 梁栋 芮洪兴 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2001年第11期1163-1171,共9页
提出了海水入侵及防治工程的后效预测的数学模型 ,处理三维问题的分裂迎风交替方向格式·　对山东省莱州湾地区海水入侵进行数值模拟比较 ,结果与实测结果完全吻合·　对工程的后效预测合理·
关键词 海水入侵 后效预测 数值模拟 分裂算法 迎风格式 渗流力学
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对流扩散方程的一类迎风格式 被引量：12
4
作者 梁栋 《计算数学》 CSCD 北大核心 1991年第2期133-141,共9页
这里Ω为R^2中的有界区域,?Ω为其边界;a为正常数,c(x,y)和b(x,y)=(b_1(x,y),b_2(x,y))τ分别是?上的光滑函数和向量函数,且0<a<<|b(x,y)|,(x,y)∈?.众所周知,用通常的差分法或有限元法计算(1),将产生严重的振荡失真现象.我们... 这里Ω为R^2中的有界区域,?Ω为其边界;a为正常数,c(x,y)和b(x,y)=(b_1(x,y),b_2(x,y))τ分别是?上的光滑函数和向量函数,且0<a<<|b(x,y)|,(x,y)∈?.众所周知,用通常的差分法或有限元法计算(1),将产生严重的振荡失真现象.我们基于广义差分法,提出了数值求解(1)的一类迎风格式.本文对方程(1)进行分析,得到了稳定性和收敛性定理;并对一类模型问题进行试算,结果良好. 展开更多
关键词 对流扩散方程 迎风格式 稳定性
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激波捕捉差分方法研究 被引量：10
5
作者 涂国华 袁湘江 陆利蓬 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2007年第4期433-440,共8页
在迎风型格式和矢通量分裂技术的基础之上,对捕捉激波方法进行一种新的尝试.该方法首先对原始格式在特征方向上进行投影,然后用限制器对这些特征分量的变化幅值进行限制以抑止非物理波动,最后再把它转换成守恒形式,得到了基本上无振荡... 在迎风型格式和矢通量分裂技术的基础之上,对捕捉激波方法进行一种新的尝试.该方法首先对原始格式在特征方向上进行投影,然后用限制器对这些特征分量的变化幅值进行限制以抑止非物理波动,最后再把它转换成守恒形式,得到了基本上无振荡的激波捕捉格式.用该方法对两种迎风显示格式(二阶和三阶)和3种迎风紧致格式(三阶、五阶和七阶)进行处理,并在一维和二维的情况下进行了应用测试.通过与高阶WENO、MP、Compact-WENO等格式的比较,表明该方法在光滑捕捉激波的前提下仍有较高精度和分辨率. 展开更多
关键词 高阶格式 激波捕捉 迎风格式 紧致格式 高分辨率 守恒格式
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微型飞行器小展弦比机翼的低雷诺数气动力特性分析 被引量：8
6
作者 杨爱明 翁培奋 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期57-67,共11页
以固定机翼式微型飞行器的气动设计为研究背景 ,对小展弦比薄机翼的低雷诺数气动力特性进行了数值分析。不可压粘性绕流的求解采用了人工压缩性方法 ,其中对流项的离散应用了三阶迎风格式。湍流模型为Bald win Barth一方程模型。一无弯... 以固定机翼式微型飞行器的气动设计为研究背景 ,对小展弦比薄机翼的低雷诺数气动力特性进行了数值分析。不可压粘性绕流的求解采用了人工压缩性方法 ,其中对流项的离散应用了三阶迎风格式。湍流模型为Bald win Barth一方程模型。一无弯度薄翼的数值计算结果表明本文的数值方法是成功的。通过数值分析 ,揭示了弯度和展弦比对气动力特性的影响 。 展开更多
关键词 机翼 微型飞行器 低雷诺数 气动力特性 展弦比 迎风格式 气动设计 人工压缩性 流动结构 求解
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对流扩散方程的迎风广义差分格式 被引量：10
7
作者 梁栋 《应用数学学报》 CSCD 北大核心 1990年第4期456-466,共11页
一、引言 考虑对流扩散方程的稳态问题 ?这里Ω为R^2上的有界凸域,Ω为其光滑围道;a为常数,c(x)为上的光滑函数,b(x)=(b_1(x),b_2(x))为上的光滑向量函数,并且满足 |b(x)|>>a>0,c(x)≥0,c(x)-divb(x)≥0,x∈.一般情况下,方程(1... 一、引言 考虑对流扩散方程的稳态问题 ?这里Ω为R^2上的有界凸域,Ω为其光滑围道;a为常数,c(x)为上的光滑函数,b(x)=(b_1(x),b_2(x))为上的光滑向量函数,并且满足 |b(x)|>>a>0,c(x)≥0,c(x)-divb(x)≥0,x∈.一般情况下,方程(1)的解u(x)在一窄层内迅速变化,用通常的差分法或有限元法计算,将产生严重的振荡失真现象.本文基于广义差分法构造了一类新的迎风格式。 展开更多
关键词 对流扩散方程 迎风格式 差分法
原文传递
块结构的MUSCL算法求解三维进气道流场 被引量：6
8
作者 黄国平 梁德旺 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2000年第2期194-199,共6页
本文将MUSCL格式扩展为三维算法 ,并用于湍流流场的数值模拟。通过求解超声双斜楔压缩面流动 ,得到了含有斜激波、嵌入激波、剪切流和湍流边界层等流动特征的复杂流动结构 ,数值解与实验数据吻合得很好。文中将此算法与块结构网格技术... 本文将MUSCL格式扩展为三维算法 ,并用于湍流流场的数值模拟。通过求解超声双斜楔压缩面流动 ,得到了含有斜激波、嵌入激波、剪切流和湍流边界层等流动特征的复杂流动结构 ,数值解与实验数据吻合得很好。文中将此算法与块结构网格技术相结合 ,使之能求解具有三维复杂几何形状的流场。并应用该算法模拟了F 1 6战斗机进气道在 5种典型飞行状态下的三维湍流流场 ,计算结果清楚地揭示了这些情况下的三维流动现象 ,得出了进气道的性能参数。与实验数据的比较表明 ,计算得到的流动现象合理 ,流场参数较准确 ,计算能够满足工程要求。 展开更多
关键词 计算空气动力学 迎风格式 湍流 激波 进气道
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无网格方法在流动和传热问题中的应用 被引量：9
9
作者 陶文铨 吴学红 戴艳俊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期1-8,共8页
综述了无网格方法在导热、辐射、对流扩散及不可压缩流动问题数值计算中的应用。给出不可压缩流动问题对流项的处理方法。简要介绍笔者对传热与流动问题的计算结果,研究结果表明:与有限容积法相比,无网格方法在计算不规则区域导热问题... 综述了无网格方法在导热、辐射、对流扩散及不可压缩流动问题数值计算中的应用。给出不可压缩流动问题对流项的处理方法。简要介绍笔者对传热与流动问题的计算结果,研究结果表明:与有限容积法相比,无网格方法在计算不规则区域导热问题时有更高的计算精度,但它需要更多的计算时间;同时,无网格方法在计算不可压缩流动问题时还不成熟和完善,特别在计算对流项占优流动问题时,需要构建更好的对流项格式去提高计算的精度,同时压力项也需要特别处理以克服振荡压力场的产生。 展开更多
关键词 无网格方法 导热 辐射 对流-扩散 不可压缩流动 迎风格式
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一种改进的 MUSCL 格式 被引量：10
10
作者 黄国平 梁德旺 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期277-282,共6页
给出了一种改进的二阶精度的ＭＵＳＣＬ（ＭｏｎｏｔｏｎｉｃＵｐｗｉｎｄＳｃｈｅｍｅｆｏｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎＬａｗｓ）格式，并用来求解Ｅｕｌｅｒ方程。改进后的ＭＵＳＣＬ格式在线化插值步中，用ＶａｎＬｅｅｒ的插值斜率... 给出了一种改进的二阶精度的ＭＵＳＣＬ（ＭｏｎｏｔｏｎｉｃＵｐｗｉｎｄＳｃｈｅｍｅｆｏｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎＬａｗｓ）格式，并用来求解Ｅｕｌｅｒ方程。改进后的ＭＵＳＣＬ格式在线化插值步中，用ＶａｎＬｅｅｒ的插值斜率对特征变量进行插值，并对与熵波、剪切波对应的特征变量使用了小耗散的插值斜率；在迎风步采用Ｒｏｅ的近似黎曼解求得迎风通量。比较一维和二维的计算结果均可以看出，改进后的ＭＵＳＣＬ格式在消除数值振荡的同时，明显提高了流场间断的分辨率。 展开更多
关键词 计算空气动力学 激波 高分辨率 迎风格式
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三维自适应非结构网格的Euler方程解 被引量：4
11
作者 王平 朱自强 +1 位作者 拓双芬 尹幸愉 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期495-499,共5页
将 Ausm+ 迎风格式应用于三维非结构网格中求解 Euler方程。对单元变量进行重构以获得空间高阶精度 ,对时间域采用多步龙格库塔法推进 ,并采用了当地时间步长和隐式残差光顺技术来加速收敛。采用多点择优推进阵面法生成复杂曲面的三角... 将 Ausm+ 迎风格式应用于三维非结构网格中求解 Euler方程。对单元变量进行重构以获得空间高阶精度 ,对时间域采用多步龙格库塔法推进 ,并采用了当地时间步长和隐式残差光顺技术来加速收敛。采用多点择优推进阵面法生成复杂曲面的三角形网格 ,利用推进阵面法生成四面体网格。采用网格自适应技术对网格进行局部加密 ,以减少总体网格数目 ,从而提高计算效率。最后给出了绕 ONERA M6机翼的跨音速流动及绕麻雀 导弹的超音速流动算例 。 展开更多
关键词 非结构网格 EULER方程 自适应网格技术 迎风格式 三维物体 计算流体力学
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ALE迎风有限元法研究进展 被引量：7
12
作者 岳宝增 彭武 王照林 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期21-29,共9页
综述了ALE描述方法及ALE描述下的运动学关系,介绍了流体力学中运动边界的ALE追踪方法;对在解决带自由液面复杂流动问题中与ALE技术密切相关的网格生成和自动更新技术给出了简要概述并讨论了3种不同的网格生成与自动更新方法,讨论了用经... 综述了ALE描述方法及ALE描述下的运动学关系,介绍了流体力学中运动边界的ALE追踪方法;对在解决带自由液面复杂流动问题中与ALE技术密切相关的网格生成和自动更新技术给出了简要概述并讨论了3种不同的网格生成与自动更新方法,讨论了用经典的有限元方法模拟带自由液面液体流动问题时非物理振荡产生的原因并分析了两种消除非物理振荡的途径,重点讨论了迎风格式并详述了迎风有限元的发展,评述了几种将ALE描述和迎风格式相结合的ALE迎风有限元法的最新进展,并展望了该领域进一步研究的方向. 展开更多
关键词 ALE 自由液面 运动边界 流体力学 迎风格式 复杂流动 网格生成 迎风有限元 描述 振荡
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基于非结构嵌套网格和逆风格式的旋翼悬停流场数值模拟 被引量：7
13
作者 叶靓 招启军 徐国华 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期62-66,72,共6页
为更好地计及桨叶间相互影响,同时捕捉桨尖附近的流场细节,发展了一套非结构运动嵌套网格方法,并针对关键的贡献单元搜寻问题提出了一种高效的搜索方法。为了可方便地扩展到前飞状态的计算,同时为提高旋翼流场涡量的捕捉精度和效率,采... 为更好地计及桨叶间相互影响,同时捕捉桨尖附近的流场细节,发展了一套非结构运动嵌套网格方法,并针对关键的贡献单元搜寻问题提出了一种高效的搜索方法。为了可方便地扩展到前飞状态的计算,同时为提高旋翼流场涡量的捕捉精度和效率,采用双时间法求解惯性坐标系下的非定常N-S主控方程,空间方向上使用二阶迎风格式,在此基础上,将不同精度格式的计算结果与试验值进行对比,并讨论了桨尖形状变化对旋翼气动特性的影响,结果表明本文建立的CFD方法对旋翼悬停流场的模拟是很有效的。 展开更多
关键词 旋翼流场 非结构网格 迎风格式 CFD 嵌套网格
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几种典型迎风格式的分析与比较 被引量：6
14
作者 黄江涛 高正红 苏伟 《航空计算技术》 2008年第1期1-5,22,共6页
重点分析了AUSM+格式的构造方法,同时将其与Van Leer,Roe格式等构造方法进行比较和分析,通过求解一维激波管问题,以及二维和三维跨音速流场的计算比较了AUSM+格式,Van-Leer格式,Roe格式和中心格式的数值模拟结果和网格适应性,以及在经... 重点分析了AUSM+格式的构造方法,同时将其与Van Leer,Roe格式等构造方法进行比较和分析,通过求解一维激波管问题,以及二维和三维跨音速流场的计算比较了AUSM+格式,Van-Leer格式,Roe格式和中心格式的数值模拟结果和网格适应性,以及在经典四步Runge-Kutta显式时间推进和LU-SGS隐式时间推进下上述四种格式的计算效率。获取了对于基础研究和工程应用很有意义的结论。 展开更多
关键词 迎风格式 AUSM+复合格式 LU—SGS隐式算法 激波分辨率 计算效率 网格适应性
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用含高色散性Boussinesq方程模拟潜堤上的波浪变形 被引量：2
15
作者 刘忠波 张日向 陈兵 《海洋技术》 2005年第2期66-68,120,共4页
基于一种高阶Boussiensq方程(刘忠波等,2004),采用预报-校正格式的有限差分法对该方程进行了数值离散,建立了数值模型。针对动量方程中三阶项的差分形式,采用了迎风格式和五点格式。通过数值模拟常水深下不同周期波浪传播变形,指出迎风... 基于一种高阶Boussiensq方程(刘忠波等,2004),采用预报-校正格式的有限差分法对该方程进行了数值离散,建立了数值模型。针对动量方程中三阶项的差分形式,采用了迎风格式和五点格式。通过数值模拟常水深下不同周期波浪传播变形,指出迎风格式在计算小周期波浪时存在的问题。为进一步验证数值模型的适用性,模拟了淹没潜堤上的传播变形。从数值结果与实验值的对比结果上看,该数值模型能较好地模拟波浪变形,可用于模拟实际中的波浪场问题。 展开更多
关键词 BOUSSINESQ方程 波浪变形 潜堤 色散性 数值模型 迎风格式 有限差分法 数值离散 动量方程 波浪传播 数值模拟 数值结果 适用性 实验值 场问题 周期
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利用等值线跟踪的快速步进法 被引量：6
16
作者 朱贵冬 沈理 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期1830-1836,共7页
针对由明暗重构三维形状及普遍意义上的Eikonal偏微分方程求解问题,提出一种基于等值线跟踪的快速步进法,通过跟踪等值线的传播,利用迎风格式对等值线附近的扩展区域进行单遍或两遍更新,使求解过程具有O(N)复杂度·实验结果表明,该... 针对由明暗重构三维形状及普遍意义上的Eikonal偏微分方程求解问题,提出一种基于等值线跟踪的快速步进法,通过跟踪等值线的传播,利用迎风格式对等值线附近的扩展区域进行单遍或两遍更新,使求解过程具有O(N)复杂度·实验结果表明,该方法改进了已有快速步进法的速度和精度,可有效地处理多源问题及由明暗重构形状问题,且在复杂情形下速度优于快速扫描法· 展开更多
关键词 快速步进法 Eikonal方程 迎风格式 由明暗重构三维形状
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求解土壤溶质运移方程的广义迎风差分法 被引量：5
17
作者 陈研 郭永强 +1 位作者 胡克林 李保国 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期16-19,共4页
构造了求解土壤溶质运移方程的广义差分格式,对对流项应用了迎风格式,并进行了数值试验及水分和盐分(Cl-)平衡的检验,并与Hydrus软件(普通Galerkin有限元法)的计算结果进行了比较。从数值计算过程和水盐平衡检验的结果来看,应用广义迎... 构造了求解土壤溶质运移方程的广义差分格式,对对流项应用了迎风格式,并进行了数值试验及水分和盐分(Cl-)平衡的检验,并与Hydrus软件(普通Galerkin有限元法)的计算结果进行了比较。从数值计算过程和水盐平衡检验的结果来看,应用广义迎风差分格式后,不仅具有较高的精度,计算量少(空间步长可以取得较大)、计算程序实现简单,而且能有效地克服数值弥散现象。特别地,在土表附近积盐量变化特别剧烈的情况下,不加密节点,也没有出现振荡现象。 展开更多
关键词 广义差分法 迎风格式 普通Galerkin有限元法 溶质运移
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突扩流动主流偏转特性数值模拟研究 被引量：7
18
作者 朱士江 李占松 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期249-254,共6页
以流函数方程作为控制方程,与N-S方程相比,不出现压强项和速度项,与涡量-流函数型N-S方程相比,没有涡量项和速度项,只有流函数项,避免了涡量边界条件问题,将控制方程中未知数的个数变为一个,通过解得流函数而得到其他各项。考虑对流项... 以流函数方程作为控制方程,与N-S方程相比,不出现压强项和速度项,与涡量-流函数型N-S方程相比,没有涡量项和速度项,只有流函数项,避免了涡量边界条件问题,将控制方程中未知数的个数变为一个,通过解得流函数而得到其他各项。考虑对流项迎风性质,采用迎风差分格式,对突扩层流进行数值模拟,与Durst F流动试验及混合有限分析法模拟结果比较,基本吻合。通过一系列计算,得出主流经突扩断面偏转后相关特征值与雷诺数Re的关系,扩展了突扩流动的研究内容。 展开更多
关键词 迎风格式 突扩层流 主流偏转 N-S方程 数值模拟
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迎风格式在接触间断的数值耗散及其诱导误差
19
作者 韩芳 魏雁昕 刘君 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期51-62,共12页
在不同流场参数条件下对三种迎风格式在接触间断中的数值耗散问题进行了数值实验,并对数值耗散产生的机理进行了分析。数值计算结果和理论分析表明,矢通量分裂格式计算接触间断问题时,若流场静止或流场内存在亚声速区域,密度耗散的产生... 在不同流场参数条件下对三种迎风格式在接触间断中的数值耗散问题进行了数值实验,并对数值耗散产生的机理进行了分析。数值计算结果和理论分析表明,矢通量分裂格式计算接触间断问题时,若流场静止或流场内存在亚声速区域,密度耗散的产生会诱导出以特征速度运动的数值扰动误差,该误差对数值耗散的大小无影响,但会影响流场的速度及压力参数分布,从而改变流场的结构。在二维问题中,诱导误差相互干扰会产生大量的复杂小尺度结构,给流场结构分析带来困难。同时,在密度参数线性分布的流场中,若空间离散格式重构的对象为对流通量,使用矢通量分裂格式计算流场会产生数值误差,使计算精度难以到达二阶。 展开更多
关键词 迎风格式 有限差分格式 接触间断 数值耗散 数值误差
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数值耗散对压气机流动分离涡模拟的影响研究
20
作者 田铖 江思雅 符松 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期145-152,共8页
分离涡模拟DES是压气机流动模拟中常用的高保真湍流模式。为了使DES准确解析湍流,数值耗散必须限制在合理范围内。然而,当前的压气机流动DES类研究工作中仍然普遍采用高耗散的迎风格式。本文首先基于DES类方法计算的各向同性衰减湍流结... 分离涡模拟DES是压气机流动模拟中常用的高保真湍流模式。为了使DES准确解析湍流,数值耗散必须限制在合理范围内。然而,当前的压气机流动DES类研究工作中仍然普遍采用高耗散的迎风格式。本文首先基于DES类方法计算的各向同性衰减湍流结果,定量比较了多种不同数值格式的耗散,证实了高耗散迎风格式严重低估中高波数湍流能量。高阶重构格式可以一定程度上改善该问题,但能量耗散仍然过高。本文在高阶重构的基础上,进一步引入自适应耗散函数修改Riemann求解器,构造了自适应耗散格式。该格式在全波数范围都能准确地预测湍流能谱。将该格式配合DES类方法模拟跨声速离心压气机流动,其预测的压比相比于三阶迎风格式,更加接近实验结果。此外,自适应耗散格式显著提高了中小尺度流动结构的分辨率。分析表明,在使用DES类方法模拟压气机流动时,有必要采用数值耗散较低的离散格式,以准确预测压气机总体性能和流动结构。本文构造的自适应耗散格式是一种良好选择。 展开更多
关键词 压气机 分离涡模拟DES 数值耗散 迎风格式 自适应耗散格式
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