一种求解定常无黏流场的混合延拓方法

作     者：乔磊 白俊强 邱亚松 华俊 徐家宽 Qiao Lei;Bai Junqiang;Qiu Yasong;Hua Jun;Xu Jiakuan

作者机构：西北工业大学航空学院陕西西安710072 中国航空工业集团公司中国航空研究院北京100012 

基　　金：国家自然基金(11502211 11602199)资助 

出 版 物：《西北工业大学学报》 (Journal of Northwestern Polytechnical University)

年 卷 期：2018年第36卷第1期

页      码：57-65页

摘      要：定常流场的求解在现代飞行器气动设计中有着广泛的应用,流场求解效率对飞行器优化的效率有着重要影响。提出了一种将拉普拉斯(Laplace)算子与伪时间推进法相结合的混合方程延拓方法,用于求解定常无黏流动问题。在定常流动问题中,流场通常被初始化为均匀来流条件,然后再开始迭代求解。这就导致初始残差仅在靠近边界的网格处不为零。针对这一特点,通过拉普拉斯算子作为额外耗散措施,加速非线性迭代在求解初期的收敛速度。在非线性迭代的后期,为避免拉普拉斯算子的过度耗散,混合延拓方法逐步过渡为由伪时间项主导。为构造完整的非线性迭代策略,同时给出了延拓系数的初始化、递推和终止方法。最后,将所构造的方法应用于有限元欧拉方程求解器中,分别通过GAMM鼓包内流算例和NACA0012外流算例,在亚声速和跨声速条件下对计算效率进行了验证。数值实验结果表明,混合延拓方法在跨声速算例中可以比单纯拉普拉斯延拓提高1/3~1/4收敛速度,相对于单纯时间推进法的效率提升更为显著。

主 题 词：计算流体力学 欧拉方程 隐式格式 牛顿-拉弗森方法 定常流动 方程延拓 

学科分类：0810[工学-土木类] 080103[080103] 08[工学] 080104[080104] 0805[工学-能源动力学] 0812[工学-测绘类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1051/jnwpu/20183610057

馆 藏 号：203283291...