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预处理方法在全速度及化学非平衡流场数值模拟中的应用

专 业: 力学
关键词: 预处理方法 全速度流场 化学非平衡 有限差分方法 数值模拟
分类号: V411
形 态: 共 74 页 约 48,470 个字 约 2.319 M内容
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内容摘要


本文采用预处理方法,构造了全速度控制方程,并将其应用到二维粘性/无粘全速度流场的数值模拟中。

在计算中,采用Jameson中心格式,有限差分方法,并运用截断误差控制、LU-SGS隐式迭代等技术,加快收敛,提高数值精度。

通过无粘凸包管道流动、粘性空腔流动和喷管算例的计算,证明本文所采用的预处理方法,能够有效消除低速时带来的刚性问题,同时也可以进行高速时的计算,从而能够采用统一的算法求解低速、亚声速、跨声速和超声速流场。

通过与经典算例的比较,说明本文所用的算法和程序具有较高的精度和可靠性,采取的做法和所取得的经验是成功的。

在此基础上,将此方法发展延伸,拓展到化学非平衡流场的数值模拟中。

采用七组分八反应模型,对方程中化学源项进行了点隐处理,主要计算氢氧燃烧反应流场。

通过化学反应剪切层等算例的计算验证,积累了化学非平衡计算经验,为燃烧室、喷管的一体化计算应用打下了坚实的基础..……

全文目录


文摘
英文文摘
论文说明:图目录、表目录
第一章 引言
1.1研究工作的工程背景与意义
1.2国内外研究动态
1.3本文的工作
第二章 预处理方法
2.1计算流体力学求解方法概述
2.2预处理方法简介
2.3预处理方法的优点
2.4小结
第三章 预处理方法在二维无粘/粘性流场中的应用
3.1控制方程
3.1.1二维可压缩流控制方程
3.1.2二维全速度流场控制方程
3.2条件数分析
3.3截断误差的控制
3.4数值方法
3.4.1 LU-SGS隐式方法
3.4.2差分格式
3.5边界条件与流场初始化
3.5.1边界条件
3.5.2流场初始化
第四章 全速度流场数值模拟
4.1 Jameson格式的计算验证比较
4.2二维无粘凸包管道流动
4.2.1加速收敛验证
4.2.2数值结果的验证
4.2.3全速度流场的计算分析
4.3粘性空腔流动
4.3.1粘性空腔流场的计算分析
4.3.2数值结果精度的验证
4.4二维喷管
第五章 化学非平衡流场数值模拟
5.1化学非平衡控制方程
5.1.1二维可压缩流化学非平衡控制方程
5.1.2预处理方法在化学非平衡控制方程的应用
5.1.3数值方法
5.1.4化学源项的处理
5.2化学反应剪切层流动
5.3激波点火
结论
参考文献
附录

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中图分类: > V411 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 基础理论及试验 > 空气动力学

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