面向粘性流动问题的无网格/直角网格混合算法研究

摘要

将基于计算区域整体直角网格物面附近局部无网格的无网格/直角网格混合算法发展用于求解粘性流动问题.针对粘性流动,特别是高雷诺数粘性流动边界层薄的特点,在局部无网格布点过程中引入了点距控制函数,使得生成的点云结构能反映粘性流动边界层特点,同时结合无网格区之间的布点干涉机制,将算法拓广到处理多个物体相互干扰的复杂流动问题.对于整体直角网格,采用直角坐标与四叉树加密的方法生成非结构直角网格.由于采用了局部四叉树加密,使得网格区与无网格区之间过渡可控,再结合提出的基于距离和夹角的点云选点策略,保证了网格区与无网格区交界处点云的质量.给出了求解NS方程耦合SA湍流模型的无网格/直角网格混合算法的具体实施方法,数值模拟了NACA0012翼型亚声速和RAE2822翼型跨声速粘性绕流,计算结果与实验数据进行了比较与验证.最后给出了GA(W)1两段翼型的粘性绕流数值模拟算例,展示了所提方法的可行性.