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非结构动网格在三维可动边界问题中的应用 被引量:37
1
作者 郭正 刘君 瞿章华 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期140-146,共7页
研究用于非结构动网格的弹簧近似方法,采用顶点弹簧描述,导出并讨论了弹簧倔强系数的取值.通过引入边界修正和扭转效应修正,对标准弹簧近似方法进行了改进.转动翼型算例的结果表明,改进后的方法大大提高了网格变形能力和网格质量.应用... 研究用于非结构动网格的弹簧近似方法,采用顶点弹簧描述,导出并讨论了弹簧倔强系数的取值.通过引入边界修正和扭转效应修正,对标准弹簧近似方法进行了改进.转动翼型算例的结果表明,改进后的方法大大提高了网格变形能力和网格质量.应用该动网格方法耦合求解基于(Arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE)描述的三维Euler方程,模拟了作俯仰振动的矩形机翼绕流,计算结果与实验数据及文献计算结果十分一致.作为多个自由刚体与流体耦合运动问题的简单例证,耦合刚体动力学方程,模拟了激波与双立方体的相互作用,得到了非定常流场结构.研究表明,基于弹簧近似的非结构动网格与有限体积格式流场解算器相结合,是模拟包含运动边界的非定常流动问题的有效方法. 展开更多
关键词 非结构动网格 弹簧近似 运动边界 非定常流动 euler方程 计算流体力学
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螺旋桨非定常滑流数值模拟 被引量:33
2
作者 许和勇 叶正寅 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期148-153,共6页
运用非结构动态嵌套网格技术,通过求解三维非定常Euler方程,对螺旋桨飞机的螺旋桨滑流进行了真实数值模拟.动态嵌套网格方法通过建立运动区子域网格来模拟螺旋桨的旋转运动,静止的机身包含在静止区网格中,有效解决了螺旋桨滑流模拟中的... 运用非结构动态嵌套网格技术,通过求解三维非定常Euler方程,对螺旋桨飞机的螺旋桨滑流进行了真实数值模拟.动态嵌套网格方法通过建立运动区子域网格来模拟螺旋桨的旋转运动,静止的机身包含在静止区网格中,有效解决了螺旋桨滑流模拟中的相对运动问题.采用双时间方法求解控制方程,在每一个物理时间步上运用经典四步Runge-Kutta方法进行迭代计算,得出非定常流场.计算了螺旋桨飞机的螺旋桨拉力系数以及不同工况下的非定常流场,对滑流的影响进行了分析,并和相关实验数据进行了对比,结果比较一致. 展开更多
关键词 嵌套网格 螺旋桨滑流 euler方程 非定常流场 数值模拟
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隐式无网格算法及其应用研究 被引量:16
3
作者 陈红全 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2002年第2期133-140,共8页
本文的主要目的在于研究求解Euler方程的隐式无网格算法 ,并应用于复杂的流场计算。采用无网格算法 ,计算区域用点云离散代替通常的网格划分 ;计算点上的空间导数 ,用当地点云上引入的二次极小曲面逼近。求解的Euler方程用隐式时间后差... 本文的主要目的在于研究求解Euler方程的隐式无网格算法 ,并应用于复杂的流场计算。采用无网格算法 ,计算区域用点云离散代替通常的网格划分 ;计算点上的空间导数 ,用当地点云上引入的二次极小曲面逼近。求解的Euler方程用隐式时间后差离散 ,结合用Roe的近似Riemann解确定通量 ,并用LU SGS算法分步计算 。 展开更多
关键词 隐式无网格算法 点云 euler方程 LU-SGS算法 流场计算 翼型模拟
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基于动态嵌套网格的飞行器外挂物投放的数值模拟 被引量:26
4
作者 李孝伟 范绪箕 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期114-117,共4页
运用Euler方程和六自由度动力学方程数值模拟了外挂物投放的气动特性与运行姿态和轨迹。为了模拟外挂物从飞行器分离后的绕流特性和相对运动,采用了动态嵌套网格技术,并发展了一种洞边界建立和外边点的插值单元搜寻蛇行法,提高了计算效... 运用Euler方程和六自由度动力学方程数值模拟了外挂物投放的气动特性与运行姿态和轨迹。为了模拟外挂物从飞行器分离后的绕流特性和相对运动,采用了动态嵌套网格技术,并发展了一种洞边界建立和外边点的插值单元搜寻蛇行法,提高了计算效率。通过算例,证明了本文方法的有效性和合理性。 展开更多
关键词 飞行器 外挂物投放 动态嵌套网格 数值模拟 euler方程 气动特性
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基于伴随方程的翼型数值优化设计方法研究 被引量:14
5
作者 黄勇 陈作斌 刘刚 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1999年第4期413-422,共10页
对Euler方程为流动模型的翼型绕流,在微分方程生成的网格中,以B样条控制顶点为设计变量,用连续伴随方程法对翼型气动外形进行数值优化设计。给出了两个亚声速的反设计算例,验证了该方法的可行性。
关键词 气动外形设计 数值优化 翼型 euler方程
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两类二阶变系数线性微分方程的求解 被引量:24
6
作者 李鸿祥 《高等数学研究》 2002年第2期10-13,共4页
关键词 二阶 变系数 线性微分方程 求解 euler方程 特征方程
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基于Euler方程的三维自适应笛卡尔网格应用研究 被引量:20
7
作者 肖涵山 陈作斌 +1 位作者 刘刚 江雄 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期202-210,共9页
本文采用非结构自适应笛卡尔网格和有限体积法求解了三维Euler方程。在网格生成过程中,采用了基于模型几何数据、模型表面曲率和流场特征为基础的网格自适应生成及加密方法,采用模型特征恢复技术保证了计算模型与原始外形的一致。在计算... 本文采用非结构自适应笛卡尔网格和有限体积法求解了三维Euler方程。在网格生成过程中,采用了基于模型几何数据、模型表面曲率和流场特征为基础的网格自适应生成及加密方法,采用模型特征恢复技术保证了计算模型与原始外形的一致。在计算中,将以中心差分为基础的Jameson有限体积法在三维笛卡尔网格中进行了推广。本文中对导弹、歼击机等复杂问题进行了数值实验,计算结果与风洞实验结果符合良好,并在工程实际中成功应用。 展开更多
关键词 euler方程 三维自适应笛卡尔网格 有限体积法 网格生成 飞行器
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高超声速再入体表面热流计算 被引量:18
8
作者 吕丽丽 张伟伟 叶正寅 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期259-262,336,共4页
运用非结构网格计算外部无粘流场,并结合边界层内粘性主导区域的工程算法,计算高超声速飞行器的气动加热。通过求解三维Euler方程确定复杂外形飞行器的边界层外缘参数,在理论与经验公式的基础上,利用局部相似性解的方法计算了钝锥和钝... 运用非结构网格计算外部无粘流场,并结合边界层内粘性主导区域的工程算法,计算高超声速飞行器的气动加热。通过求解三维Euler方程确定复杂外形飞行器的边界层外缘参数,在理论与经验公式的基础上,利用局部相似性解的方法计算了钝锥和钝双锥外形有攻角再入的表面热流,并与国内外文献的NS方程数值计算结果和风洞试验结果进行了对比,三者的结果吻合较好。 展开更多
关键词 工程算法 高超声速 表面热流 euler方程
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THE REGULAR SOLUTIONS OF THE ISENTROPIC EULER EQUATIONS WITH DEGENERATE LINEAR DAMPING 被引量:18
9
作者 ZHU XUSHENG WANG WEIKE 《Chinese Annals of Mathematics,Series B》 SCIE CSCD 2005年第4期583-598,共16页
The regular solutions of the isentropic Euler equations with degenerate linear damping for a perfect gas are studied in this paper. And a critical degenerate linear damping coefficient is found, such that if the degen... The regular solutions of the isentropic Euler equations with degenerate linear damping for a perfect gas are studied in this paper. And a critical degenerate linear damping coefficient is found, such that if the degenerate linear damping coefficient is larger than it and the gas lies in a compact domain initially, then the regular solution will blow up in finite time; if the degenerate linear damping coefficient is less than it, then under some hvpotheses on the initial data. the regular solution exists globally. 展开更多
关键词 Compressible isentropic euler equations Degenerate linear damping Regular solution Blow-up Global existence
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基于控制理论的Euler方程翼型减阻优化设计 被引量:14
10
作者 唐智礼 黄明恪 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期262-270,共9页
在Jameson的控制论气动优化设计思想下 ,应用Euler方程研究了翼型的反设计和减阻问题。设计过程中的梯度是通过求解一个伴随偏微分方程而得到的 ,每个设计迭代只需求解一次Euler方程和一次伴随方程 ,计算量与设计变量数无关。在具体数... 在Jameson的控制论气动优化设计思想下 ,应用Euler方程研究了翼型的反设计和减阻问题。设计过程中的梯度是通过求解一个伴随偏微分方程而得到的 ,每个设计迭代只需求解一次Euler方程和一次伴随方程 ,计算量与设计变量数无关。在具体数值执行中 :①利用分部积分将目标函数变分的计算转化成了类似于计算Euler方程残值的形式 ,节省了机器时间 ;②根据控制理论的要求 ,将减阻问题转化成了相应地修改伴随方程的物面边界条件和目标函数的变分表达 ,使问题得到了简化 ;③利用特征不变量分析法 ,处理了伴随方程的物面和远场边界条件。设计算例证明了本文方法可靠性好、收敛快。 展开更多
关键词 控制论优化设计 euler方程 伴随方程 减阻问题 翼型 梯度
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Euler方程无网格算法及布点技术 被引量:10
11
作者 江兴贤 陈红全 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期174-178,共5页
研究了 Bitina的显式无网格算法。在该算法的基础上 ,给出了 Euler方程无网格离散形式 ,运用 Runge-Kutta显式时间推进格式推进求解。文中的耗散项采用了与非结构网格上类似的守恒型耗散算子 ,边界条件的处理借鉴了结构化网格处理技术... 研究了 Bitina的显式无网格算法。在该算法的基础上 ,给出了 Euler方程无网格离散形式 ,运用 Runge-Kutta显式时间推进格式推进求解。文中的耗散项采用了与非结构网格上类似的守恒型耗散算子 ,边界条件的处理借鉴了结构化网格处理技术。此外 ,本文还描述了一种区域离散布点方法 ,研究了点云生成的选点准则 ,并成功地数值模拟了二维翼型的典型绕流。 展开更多
关键词 euler方程 无网格算法 布点技术 二次极小曲面逼近
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AUSM^+-up格式在无网格算法中的推广 被引量:11
12
作者 孙迎丹 王刚 叶正寅 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期511-515,共5页
将AUSM+-up格式推广运用到了无网格算法中。在点云离散的基础上,运用曲面拟合和AUSM+-up格式求得数值通量;采用四步龙格-库塔方法进行时间推进,并引入当地时间步长和残值光顺等加速收敛措施。为了验证本文方法的计算精度和鲁棒性,对NACA... 将AUSM+-up格式推广运用到了无网格算法中。在点云离散的基础上,运用曲面拟合和AUSM+-up格式求得数值通量;采用四步龙格-库塔方法进行时间推进,并引入当地时间步长和残值光顺等加速收敛措施。为了验证本文方法的计算精度和鲁棒性,对NACA0012翼型跨声速流动、某三段翼型低速绕流、平行错位NACA0012双翼超声速、高超声速流动进行了数值模拟。 展开更多
关键词 无网格算法 AUSM^+-up格式 点云 euler方程
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飞行器外挂投放数值模拟 被引量:15
13
作者 唐志共 李彬 +1 位作者 郑鸣 邓有奇 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期592-596,共5页
采用非结构重叠网格Euler方程的CFD方法数值模拟了外挂投放。该方法在重叠网格"挖洞"时,以"离壁面距离"为挖洞判据;在建立重叠区域插值关系时,对Neighbor to Neighbor(N2N)和Alternating Digital Tree(ADT)两种方... 采用非结构重叠网格Euler方程的CFD方法数值模拟了外挂投放。该方法在重叠网格"挖洞"时,以"离壁面距离"为挖洞判据;在建立重叠区域插值关系时,对Neighbor to Neighbor(N2N)和Alternating Digital Tree(ADT)两种方法的效率进行了比较。采用机翼/挂架/带舵外挂物模型开展了验证计算。在此基础上,完成了某飞行器外挂投放的初步计算。 展开更多
关键词 euler方程 非结构重叠网格 外挂投放
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高阶精度耗散加权紧致非线性格式 被引量:13
14
作者 邓小刚 《中国科学(A辑)》 CSCD 北大核心 2001年第12期1104-1117,共14页
基于构造耗散紧致线性格式的方法,发展了新的高阶精度耗散加权紧致非线性格式(DWCNS).通过Fourier分析方法讨论了DWCNS的耗散与色散特性.从修正波数来看,DWCNS在光滑区的精度与显式迎风偏斜的5阶精度格式接近.发展了边界格式和靠近边... 基于构造耗散紧致线性格式的方法,发展了新的高阶精度耗散加权紧致非线性格式(DWCNS).通过Fourier分析方法讨论了DWCNS的耗散与色散特性.从修正波数来看,DWCNS在光滑区的精度与显式迎风偏斜的5阶精度格式接近.发展了边界格式和靠近边界格式,分析了均匀网格和拉伸网格上的渐近稳定性,并讨论了在多维Euler方程和Navier-Stokes方程中的应用.几个典型的无黏/有黏算例表明DWCNS对间断有很好的捕捉能力,对边界层的分辨精度也很高,并具有很好的收敛性(含有强激波流场计算,其均方根残差可以收敛到机器零),尤其是在网格设计合理的情况下能抑制TVD和ENO格式均无法克服的涡量场的非物理波动. 展开更多
关键词 数值计算 紧致格式 耗散加权紧致非线性格式 euler方程 NAVIER-STOKES方程 捕捉能力 航空计算
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基于CFD的机翼突风响应计算 被引量:14
15
作者 顾宁 陆志良 +1 位作者 张家齐 郭同庆 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期785-791,共7页
利用网格速度理论,计算机翼在锐边突风和1-cos突风下的响应,研究气动非线性和自由度耦合对翼尖加速度和升力系数的影响。采用中心格式有限体积法进行空间离散,并用双时间推进法求解非定常Euler方程。计算了刚性(沉浮)和弹性机翼在锐边... 利用网格速度理论,计算机翼在锐边突风和1-cos突风下的响应,研究气动非线性和自由度耦合对翼尖加速度和升力系数的影响。采用中心格式有限体积法进行空间离散,并用双时间推进法求解非定常Euler方程。计算了刚性(沉浮)和弹性机翼在锐边突风下的加速度响应,以及刚性机翼(沉浮+俯仰)在1-cos突风下的升力响应过程,并分别与片条理论和六自由度方程的计算结果比较。在低马赫数时,各种方法得到的结果符合得很好,直接验证了网格速度方法在三维弹性和刚性机翼突风响应计算中的准确性,为计算流体力学(CFD)技术在突风响应计算中的应用打下基础。从高马赫数时CFD计算得到的结果可以看出,气动非线性对于机翼突风响应的结果影响比较大,在实际突风响应计算中必须考虑由于非线性带来的影响,而六自由度方程中各个自由度的耦合作用对升力的影响不大。 展开更多
关键词 突风响应 片条理论 有限体积法 euler方程 六自由度方程 弹性机翼 模态叠加法
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多块网格网络并行计算中的负载分配研究 被引量:3
16
作者 李育斌 杨树池 乔志德 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期271-276,共6页
针对CFD中多块网格计算的特点 ,并使用MPI网络并行系统 ,对某战斗机绕流进行了基于三维Euler方程的并行计算。主要研究了多块网格并行计算中负载的分配方法 ,发展了负载自动分配和网格自动重分区程序。计算结果表明 :并行计算结果和实... 针对CFD中多块网格计算的特点 ,并使用MPI网络并行系统 ,对某战斗机绕流进行了基于三维Euler方程的并行计算。主要研究了多块网格并行计算中负载的分配方法 ,发展了负载自动分配和网格自动重分区程序。计算结果表明 :并行计算结果和实验结果完全吻合 ,8个节点机的并行效率达到了 89%。 展开更多
关键词 euler方程 计算流体力学 MPI 负载均衡 CFD 战斗机绕流 多块网格网络并行计算
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旋翼桨-涡干扰气动特性计算及参数影响研究 被引量:14
17
作者 史勇杰 招启军 徐国华 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1106-1114,共9页
建立了一个适用于旋翼桨-涡干扰(BVI)气动特性分析的数值方法。在该方法中,控制方程采用惯性坐标系下的非定常Euler方程,以适合于分析BVI流场的特点;为便于前飞流场分区求解和信息传递,使用了嵌套网格方法;对于流场中涡线的模拟,建立了... 建立了一个适用于旋翼桨-涡干扰(BVI)气动特性分析的数值方法。在该方法中,控制方程采用惯性坐标系下的非定常Euler方程,以适合于分析BVI流场的特点;为便于前飞流场分区求解和信息传递,使用了嵌套网格方法;对于流场中涡线的模拟,建立了一种适用于有限体积格式的涡引入方法——广义网格速度法,以简化计算。应用上述方法对旋翼BVI流场进行了计算,并与可得到的试验数据进行对比,验证了方法的有效性。通过对比桨叶弦向位置压强的变化得出,在旋翼BVI过程中,气动载荷主要来自桨叶10%弦长内的前缘部分的压强突变。文中还进一步分析了涡强、干扰距离和干扰角度对BVI气动特性的影响。本文的BVI数值计算表明:当涡接近桨叶前缘时,升力达到最大;而涡位于后缘位置时,诱导速度改变桨叶环量分布,破坏了后缘的库塔条件,但随着涡的远离,桨叶表面环量开始重构。 展开更多
关键词 桨-涡干扰 广义网格速度法 euler方程 嵌套网格 旋翼 直升机
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高阶间断有限元法的并行计算研究 被引量:13
18
作者 夏轶栋 伍贻兆 +1 位作者 吕宏强 宋江勇 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期537-541,共5页
根据间断有限元法的数据结构特点,基于METIS网格分区技术,设计并行计算策略,在非结构网格上实现了并行高阶间断有限元法。控制方程的数值通量项使用Local Lax-Friedrichs(LLF)格式计算。设计了并行的牛顿-块高斯赛德尔法(Newton-Block ... 根据间断有限元法的数据结构特点,基于METIS网格分区技术,设计并行计算策略,在非结构网格上实现了并行高阶间断有限元法。控制方程的数值通量项使用Local Lax-Friedrichs(LLF)格式计算。设计了并行的牛顿-块高斯赛德尔法(Newton-Block GS)来加速收敛,提高迭代效率。并行性能分析表明,所设计的并行算法能够得到较好的加速比和并行效率,有效地节省计算时间,合理分配内存。这使得采用高阶间断有限元法计算更为复杂的问题成为可能。 展开更多
关键词 并行计算 METIS 高阶间断有限元 euler方程 Newton-Block GS
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基于Euler方程的角接触球轴承打滑动力学模型 被引量:13
19
作者 韩勤锴 李峥 褚福磊 《轴承》 北大核心 2015年第7期1-7,共7页
基于Euler方程建立球三维转动微分方程组,在载荷分析的基础上推导因钢球相对滑动而产生的时变摩擦力和摩擦力矩,从而得到角接触轴承打滑动力学模型。以7218AC轴承为例,分析了轴向和径向载荷联合作用时,球滑动速度随时间和空间的变化规... 基于Euler方程建立球三维转动微分方程组,在载荷分析的基础上推导因钢球相对滑动而产生的时变摩擦力和摩擦力矩,从而得到角接触轴承打滑动力学模型。以7218AC轴承为例,分析了轴向和径向载荷联合作用时,球滑动速度随时间和空间的变化规律。结果表明:在给定的轴向预载下,径向载荷的作用将使得球打滑速度沿沟道周向出现周期性的波动,尤其是球进入受载区时;随着径向载荷的增加,打滑速度和打滑范围均显著增加。 展开更多
关键词 角接触球轴承 打滑 动力学分析 联合载荷 euler方程
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边条翼布局双垂尾抖振的数值模拟 被引量:11
20
作者 李劲杰 杨青 杨永年 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2007年第2期205-210,共6页
对边条翼布局的双垂尾抖振进行了较为深入的数值模拟研究。模拟来流马赫数为0.2,迎角为10°-40°。通过非定常Euler方程计算各迎角下的非定常流场及垂尾根部弯矩系数。并将随时间脉动的根部弯矩系数进行计算得到根部弯矩系数均... 对边条翼布局的双垂尾抖振进行了较为深入的数值模拟研究。模拟来流马赫数为0.2,迎角为10°-40°。通过非定常Euler方程计算各迎角下的非定常流场及垂尾根部弯矩系数。并将随时间脉动的根部弯矩系数进行计算得到根部弯矩系数均方根值,从而得出根部弯矩响应大小随迎角的变化曲线。结合流场特性对该布局双垂尾抖振的发生机理及抖振响应随迎角的变化规律作了深入分析。结果表明:该边条翼布局双垂尾抖振主要是由于边条破裂涡作用在垂尾上的脉动载荷引起的。最后,将垂尾根部弯矩响应的计算结果与该模型双垂尾抖振的风洞实验结果作了比较,结果符合得较好。 展开更多
关键词 双垂尾抖振 euler方程 涡破裂 根部弯矩
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