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RPM方法及其在计算流体力学中的应用研究

专 业: 流体力学
关键词: 计算流体力学 数值计算 计算效率 收敛性能 物理模型 数值模拟
分类号: O35
形 态: 共 72 页 约 47,160 个字 约 2.256 M内容
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内容摘要


数值计算的效率和收敛性能随着计算流体力学中的物理模型的日益复杂和数据运算量的增大而变得越来越重要。

本文旨在研究RPM方法如何作为加速器对流场数值模拟进行加速,并着重研究该方法在二维流场数值模拟以及三维旋翼悬停流场数值模拟中的加速收敛效果。

本文的主要工作体现在以下两个方面:

1、研究了RPM方法的思想及其在实际应用中的具体细节,并在此基础上发展了一种更易于保证方法实施精度的改型的RPM方法;之后通过一个一维的数值试验,为尽可能提高数值试验的计算效率,对如何控制RPM方法的加速收敛效果进行了深入的研究。

2、在二维和三维的流场模拟中应用了RPM方法,并研究了它的加速收敛效果。

对于二维流场,本文研究了RPM方法在驱动方腔流和跨音速翼型绕流的计算过程中的加速作用,通过对比得出了当地时间步长对RPM方法的加速效果的影响。

在三维的流场数值模拟中,针对二桨叶的旋翼悬停系统的数值模拟,结合嵌套网格技术以及有粘和无粘的模型方程,加入了RPM方法,对比了不同算法所得的计算结果,同时获得了较好的加速收敛效果;同时,结果表明,嵌套网格技术的运用对局部施行的RPM方法的加速作用没有明显的消极影响..……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
1.1计算流体力学计算量和效率问题
1.2 RPM方法的提出与发展
1.3本文的研究目的和主要内容
第二章 RPM方法
2.1 RPM算法
2.2求取投影算子P和Q的递归算法
2.2.1基于累积方式的正交基的计算
2.2.2正交基的精度的维持
2.2.3正交基维数的减小
2.3改型的RPM方法
2.3.1基于覆盖方式的正交基的计算
2.3.2改型的RPM的数值流程
2.4 RPM方法的一维数值试验
2.4.1 RPM对收敛缓慢的数值过程的加速
2.4.2 RPM对不稳定的数值过程的稳定作用
2.5总结
第三章 RPM方法在二维流场数值模拟中的应用
3.1 RPM方法在驱动方腔的数值模拟中的应用
3.1.1驱动方腔数值模拟的控制方程及其数值求解方法
3.1.2结合RPM方法的计算结果及分析
3.2 RPM方法在跨音速翼型绕流的数值模拟中的应用
3.2.1流场控制方程和数值求解方法
3.2.2结合RPM方法的计算结果及分析
3.3总结
第四章 RPM方法在旋翼悬停流场计算中的应用
4.1悬停旋翼流场数值模拟的网格系统
4.1.1背景网格洞边界的确定
4.1.2子域间流场信息的传递
4.2悬停旋翼流场的计算方法
4.2.1控制方程
4.2.2空间离散
4.2.3边界条件的处理
4.2.4时间积分
4.2.5加速收敛技术
4.3结合RPM方法的旋翼流场计算结果及分析
4.4总结
第五章 结论与展望
5.1本文工作总结
5.2展望
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中图分类: > O35 > 数理科学和化学 > 力学 > 流体力学

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