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第十一届全国计算流体力学会议

召开年：2002
召开地：洛阳
出版时间： 2002-09-01

主办单位：中国宇航学会;中国空气动力学会;中国航空学会;中国力学学会

会议文集：第十一届全国计算流体力学会议论文集—计算流体力学研究进展

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1.物体穿越激波非定常流场的统一分区加强解
- 江娟;周伟江;马汉东
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文用数值方法求解非定常可压缩Navier-Stokes方程,模拟了物体超声速穿越与之同向运动激波和逆向运动激波的两类穿越过程.为了确保数值模拟中的激波和物体的相对运动有足够的网格分辨率,本文使用了统一分区加强解算法.文中详细地给出了追击穿越和碰撞穿越的流场结构和气动力,并通过和单区结果的对比,说明统一分区加强解算法是一种处理复杂几何外形和提高网格分辨率简单、有效的方法.
2.飞船救生状态轨道舱不放气影响数值模拟
- 张智;张书庭;林西强;孟琳;闫超
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：数值模拟飞船紧急救生状态轨道舱不释放舱内空气情况下返回舱与轨道舱分离过程.轨道舱内高压空气从两舱接口处喷出形成强烈喷流,在整流罩内外形成复杂流场,对返回舱安全脱离整流罩产生影响.用三维可压非定常薄层N-S方程与轨道耦合模拟了大气层内不同高度下的分离过程.
3.对流扩散方程的变步长摄动有限差分格式
- 高智;李明军;朱力立
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：摄动有限差分(PFD)方法是构造高精度差分格式的一种新方法.变步长摄动有限差分方法是等步长摄动有限差分方法的推广.对需要局部加密网格的计算问题,变步长加密不需要对自变量进行数学变换,且和等步长PFD格式一样,具有如下的共同特点:从变步长一阶迎风格式出发,通过把对流系数作变步长摄动展开,展开幂级数系数通过消去摄动格式修正微分方程的截断误差项求出,由此获得高精度变步长PFD格式.该格式在一、二和三维情况下分别仅使用三、五和七个基点,且具有迎风性.文中利用变步长PFD格式数值模拟了对流扩散反应模型方程,Burgers方程及气袋问题,并与一阶迎风和二阶中心格式及问题的精确解析解作了比较.数值试验表明,与一阶迎风和二阶中心格式相比,变步长PFD格式具有精度高,稳定性与收敛性好的特点.变步长PFD格式与等步长PFD格式相比,对高粘性薄边界层结构的分辨率得到了明显的提高.
4.民机增升装置绕流数值模拟
- 陈海昕;李凤蔚;李杰;沈孟育
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：介绍了嵌补式多块网格技术的网格生成及流场计算的主要思想.应用嵌补式多块网格技术求解Reynolds平均N-S方程组,对民机翼身组合体增升装置绕流进行数值模拟,也可以接受的网格数量,较好地解决了外形复杂,几何间断面,不同部位流动模拟对网格尺度相差悬殊等一系列问题,保证了块边界的通量守恒.计算结果与实验数据吻合良好,对流动细节也能较好地加以描述,充分验证了方法的可行性.
5.航天飞机上升段外形流场特性数值模拟
- 张玉东;纪楚群
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文基于分区拼接网格方法用Euler方程数值模拟了航天飞机组合体上升段外形的多体超声速干扰流场,计算结果正确描述了流场中的激波相交、反射等干扰及物面压力分布特性.为进一步数值模拟航天飞机组合体在上升过程中航天飞机与助推器、燃料箱分离过程气动特性提供了有效方法.
6.可压缩轴对称射流的直接数值模拟
- 刘明宇;马延文;傅德薰
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文采用高精度差分方法对空间发展轴对称可压缩射流流场进行直接数值模拟,计算结果显示了射流失稳后首先出现Kelvin-Helmholtz非稳定特征,流动的进一步发展,非线性效应的增长导致轴对称涡环的二次失稳和流向涡的产生,且给出了拟序结构的三维演化过程.计算结果证实了轴对称射流中二次失稳、流向涡的产生是增强流动混合及流动产生转捩的重要机制.
7.激波/边界层干扰流动中多尺度湍流模式的应用
- 朱建州;马晖扬
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：应用几个多尺度涡粘性湍流模式对两个高超声速激波与柱体湍流边界层干扰流动进行了数值模拟,通过与实验结果以及基准模式(单尺度κε两方程模式)的计算结果的比较,对多尺度湍流模式在高超声速强激波/边界层干扰中的应用进行评估.
8.可压缩复杂湍流非线性湍流模式的研究
- 杨晓东;马晖扬
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文在低雷诺数κ-ε两方程框架下,应用八个有代表性的非线性湍流模式,分别对三个激波/边界层相互作用诱导分离的跨声速、超声速、高超声速流动进行研究,探讨适用于可压缩复杂湍流的非线性湍流模式.计算结果表明,非线性湍流模式能够较好地模拟跨声速流动激波/边界层相互作用,但还需要对非线性项的模化作进一步的研究;对于超声速流动,非线性湍流模式对分离估计过高,尚不能很好地反映湍流的各向异性,需要对非线性项的模化及Morkovin假设以外的可压缩性修正进行研究;对于高超声速流动,湍流长度尺度效应远大于非线性模式中非线性项的作用,可压缩性占主导地位.
9.高超声速流场、结构传热耦合问题的数值研究
- 夏刚;程文科;秦子增
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：分别采用松耦合与紧耦合方法,数值模拟了高超声速二维圆管绕流的流场与结构传热耦合的非定常过程.在紧耦合方法中,流场部分采用基于Navier-Stokes方程的有限体积法,将AUSM+格式与时间方向的显式多步Runge-Kutta法结合;结构传热部分采用基于二维热传导方程的Galerkin有限元法.计算结果分别与实验、文献做了对比,结构内部温度变化关系以及避免的热流分布均较好地吻合.两种耦合方式的计算结果对比表明,对于流场特征时间远小于结构传热特征时间的问题,松耦合方法计算效率高,精度与紧耦合方法接近.
10.低雷诺数扑翼翼型升力产生的机理研究
- 叶正寅;吕丽丽;王刚
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：通过求解层流NS方程,模拟了翼型的低雷诺数流动;考虑了翼型上下沉浮运动、俯仰运动和组合运动情况.对不同的运动形式进行了讨论和分析,结果表明沉浮运动能提供更大的升力,而且升力与上下运动的频率比、振幅等都有很大的关系.
11.模拟昆虫振翅运动的简化物理模型与分析方法
- 余永亮;童秉纲;马晖扬
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：昆虫振翅运动可以简化为平动和转动.本文基于简化气动模型,采用解析方法,研究了平板翼型大攻角加速平均问题以及转动问题,分析了气动力的变化以及气动力的各组成因素的大小.通过对此两种基元运动的讨论,有助于增加对昆虫振翅机理的认识.
12.自适应机翼的气动外形优化设计
- 刘航;朱自强;吁日新;付鸿雁
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：自适应机翼技术的研究对于超声速飞机设计具有重要意义.本文在二维翼型自适应的研究基础上,用Powell法对前缘后掠角为35°,展弦比λ=3.9,梢根比η=0.17,机翼剖面为NACA65006翼型的梯形翼进行了气动单目标优化(自适应)计算,获得了在亚声速时升阻比大而在超声速时阻力系数小的自适应机翼的最优气动外形.对自适应机翼、气动双目标优化机翼和原始机翼的绕流特性,及优化机翼相对于原始机翼的气动增益作了初步的分析和讨论.与二维一样,三维数值算例也证明了自适应机翼比气动双目标优化机翼的气动增益明显.
13.喷流干扰特性的数值模拟研究
- 黎作武
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文采用NND格式求解NS方程,结合分区网格方法,数值模拟了类航天飞机外形流场中喷流的干扰效应,并通过局部模拟的方法,讨论了喷流特性的相似性质.
14.Scramjet燃烧室流场的二维模拟及试验比较
- 邢建文;乐嘉陵;郑忠华
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文采用LU-SGS有限体积法求解了包括两方程(κ-ε)湍流模型和7组元8方程有限速率化学反应动力学模型的解耦合二维NS方程,数值模拟了氢燃料在燃烧室内的化学非平衡燃烧过程,得到了流场的精细结构.模拟所得壁面压力分布与试验所测得的壁面压力分布基本一致.
15.发动机羽流污染研究
- 程晓丽;毛铭芳;阎喜勤
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文采用DSMC方法对喷管内流和羽流场进行了模拟,通过对羽流场的实验对比计算,不仅证明了DSMC方法在高空膨胀流中的适用性,而且对实验技术和实验结果的可信性提供了理论依据.单组元发动机燃气组分的计算表明,相对重的分子(分子量大)由于惯性较大,不易扩散,主要集中于羽流的主流区,轻分子由于随机性较大,是非主流区,特别是回流区内的主要成分.
16.多体干扰气动特性数值模拟方法研究
- 杨永健;张来平;高树椿;张涵信
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：壳片分离外形非常复杂,壳片与母体间存在严重干扰,研究该气动力干扰问题是非常必要的.该问题风洞试验难度很大,在此,我们采用数值方法对该问题进行数值模拟.抛壳后,每个时刻的外形极度复杂,网格生成难度很大,这为数值计算带来很大困难,为此在本文中利用了五种网格的混合技术.方程的离散采用了我们最近研究的高阶通量限制器方法,该方法精度及分辨率较高,能满足多体复杂外形数值模拟要求.最后给出了合理的波系干扰流场、壳片运动轨迹,通过对比分析,给出了壳体安全分离的参数和比较好的抛壳方案.
17.综合体育馆假想火灾的数值模拟
- 陈建国;符松
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文利用火灾数值模拟软件FDS对清华大学综合体育馆的部分房间进行了假想火灾的数值模拟,计算指定火源散热率,湍流模型使用大涡模拟.计算结果表明,火灾发生时的馆内温度、组分浓度的时空分布存在特有规律,为火灾发生后的逃逸疏散提供了参考,并为消防和设计人员提供了比较有意义的结果.
18.CFD软件中面向对象技术的应用与类层次结构
- 侯中喜;易仕和;王承尧
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：白求恩文通过CFD问题域的分析,将面向对象的思想引入CFD软件分析与设计中,提出了CFD计算对象及其类层次关系模型,模型合理地组织了CFD中复杂的计算关系,通过分析及应用可以看出;面向对象方法为CFD软件的可重用、可维护性提供了有力的支持,应用程序开发和再开发的效率显著提高,而且CFD对象自然地表达了分区计算关系,模型有广泛的适用范围.
19.不可压流动摄动有限差分方法及其应用
- 朱力立;张德良;高智
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文发展了不可压流动摄动有限差分(PFD)格式,分别对不可压缩二维方腔流动、后台阶和前台阶流动进行了数值模拟.并把PFD格式的数值结果和一阶迎风、二阶迎风、三阶紧致格式以及SOLA方法的数值结果进行了比较,结果表明摄动有限差分(PFD)方法在宽广的Re数范围内具有明显的特点和优势.
20.基于非结构网格的隐式方法的比较
- 王振亚;叶友达
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文从非结构网格的数据结构入手,探讨不同的隐式方法在非结构网格计算中的应用,其中主要考察了Guass—Seidel、LU—SGS以及带预处理的GMRES方法,同时考察了全存Jacobi矩阵以及近似处理Jacobi矩阵乘法两种不同的Jacobi处理技术,考察中主要考虑不同方法的计算效率以及内存开销.
21.上风格式限制器的性能分析
- 阎超;涂正光;于小红;孟琳
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：理论分析了对计算精度和计算稳定性有重要影响的限制器中的六种:van leer限制器、Van Albada限制器、minmod限制器、superbee限制器、van leer平均限制器以及混合限制器.通过一维无粘激波管流场Lax问题的数值实验,从激波分辨率、接触间断、扇区振荡个三方面论证了各个限制器的性能,这些对于上风格式的研究和使用很有意义.
22.捕捉间断的高精度数值方法
- 袁湘江;桂业伟;涂国华
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文为发展适用于捕捉超声速流场中各种间断的高精度算法,将通量限制的思想引入到紧致格式中,构造了一个传统方法与紧致格式混合组成的通量限制型差分格式.通过在时间方向上利用一阶精度格式计算的一维定常激波,以及在时间方向采用多步Runge-Kutta方法计算的一维非定常激波管问题上的数值试验与二阶精度的TVD格式所计算的结果比较,表明新方法比二阶精度方法在间断的捕捉上具有明显的优势.通过新方法的计算结果与精确解的比较,表明新方法的准度也是非常令人满意的.
23.两方程k-g湍流模型的应用
- 肖志祥;李凤蔚;鄂秦
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：采用求解雷诺平均N-S方程类似的方法求解两方程k-g湍流模型方程,即:中心格式加人工粘性的有限体积方法,多步Runge-Kutta显式时间推进,使用当地时间步长及隐式殖值光顺等加收敛措施,只有对湍流方程中某些变量做了特殊处理.对M6机翼跨声速和和细长旋成体超声速流场进行数值模拟,计算结果与实验测量吻合良好.本文还给出采用B-L模型,J-K90A及J-K92模型的数值计算结果.可以看出:所有湍流模型在计算附体及小分离流动时,都能得到与实验相差无几的结果,且各湍流模型结果差别不大;对于大攻角、大分离流动,各模型的模拟能力则有所区别.模拟细长旋成体复杂流场时,J-K92和k-g模型能较准确地模拟背风面涡的结构和强度,B-L和J-K90A模型的模拟能力则稍弱.
24.细长体大迎角湍流流场的数值模拟
- 杨云军;周伟江
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文通过数值方法对大迎角导弹超声速流场的模拟,探求正确模拟导弹大迎角绕流湍流流场的可靠方法.数值模拟求解一般曲线坐标系下的三维可压缩Navier-Stokes方程,时间离散采用Euler向后差分,无粘项的空间离散采用二阶TVD格式,分别研究了Baldwin-Lomax代数模型及其修正形式(BLDS)对大迎角分离流动的模拟能力.数值试验表明修正的Baldwin-Lomax模型更精确地预测了流场的旋涡与分离情况,给出合理的表面压力分布,因而更准确地模拟了存在横向分离的导弹流场.
25.气体化学反应流动的DSMC/EPSM混合算法研究
- 陈伟芳;吴明巧;任兵;彭威
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文发展了平衡粒子模拟方法(EPSM),建立了与高温气体化学反应动力学理论相匹配的EPSM耦合模型,并通过混合参数进行流区的自动识别,将EPSM方法与蒙特卡罗直接模拟方法(DSMC)结合,构造了可模拟化学反应流动的DSMC/EPSM混合算法.应用该算法对汲及化学反应的轴对称情况下高超音速平头圆柱绕流流场进行模拟,将结果与DSMC方法的结果进行比较,验证了新算法对求解化学反应流动的可行性.将混合算法的计算效率与DSMC方法的计算效率进行比较,发现混合算法能够大大提高计算效率.
26.二维湍流与弱激波相互干扰的数值模拟研究
- 刘洪伟;王健平
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文数值研究了二维各向同性湍流与弱激波相互干扰的问题.我们得到了当湍流马赫数不同时,弱激波在湍流中的传播所发生的变化;给出了激波之后湍流速度脉动的方差随时间变化的趋势,并且通过其增幅在不同空间方向上的差异,揭示了激波之后湍流场的各向异性;同时分析了激波之后湍流动能的增幅和密度脉动方差的增幅对于湍流马赫数和激波马赫数各自的依赖情况.我们的研究表明:湍流马赫数和激波马赫数在湍流与激波相互干扰的过程中起到了决定的作用.
27.自适应翼型的计算和分析
- 付鸿雁;朱自强;吁日新;刘航
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文计算和讨论了不同马赫数Ma和攻角α条件下自适应翼型舵面偏转角的规律.计算中采用代数方法生成计算网格.用有限体积法离散二维可压缩流动的Euler方程.采用了矢通量分裂Van-leer格式离散无粘通量.用隐式的时间积分和多重网格的加速收敛.用数值优化方法取得自适应翼型最优的舵面偏角,并计算其气动特性,与双目标优化的气动特性进行了比较,验证了自适应翼型增益的效果.本文计算了两个典型算例,即对称圆弧翼型和NACA65A006翼型.计算结果表明,自适应翼型比双目标优化的翼型有更好的气动特性.本文还初步探讨了自适应翼型气动增益随马赫数Ma和攻角α变化规律的流动机理.
28.三维Euler方程的自适应多重网格计算
- 朱培烨
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：介绍一种基于四面体网格的多重网格技术,用于求解三维Euler方程定常解,具有十分明显的加速收敛效果.求解Euler方程的基本算法采用有限体积中心差分格点格式.多重网格技术采用一组几何上相互独立的粗细不同的网格.流动变量、余量和修正量在相邻粗细网格间的相互传递通过线性插值实现.采用自适应技术对网格进行加密,可以获得较优的网格,并作为一套细网格,进行多重网格计算.通过ONERA M6机翼跨音速绕流的计算表明该文自适应多重网格法十分效.
29.非结构直角网格用于复杂外形
- 黄明恪;陈红全
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文采用新一代非结构网格,即自适应八叉树结构直角网格,并应用于复杂外形绕流计算.本文以全机带外挂为例,说明网格生成的方法与过程.普通的直角网格不能与物面贴体,使流场计算的边界条件处理困难.我们在物面附近采用投影法使网格贴体,生成全机带外挂绕流计算的非结构贴体直角网格.与四面体单元的结构网格一样,无论外形多复杂,都可用整体网格整体求解,无需网格分块.计算表明,生成这种网格所需的前置处理很简单,所化费的机时很少.本文还将Jameson的有限体积法推广用于这种网格的欧拉方程计算.目前我们已具有用这类网格计算复杂飞行器绕流的能力.
30.对接网格技术在发动机动力模拟中的应用
- 王运涛
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本项工作在单块分区网格的基础上,成功开发了面向多套对接网格的通用流场解算器,做到了各套网格彼此间信息传递的自动化,几乎不增加原有网格生的工作量.本文还采用这项技术开展了发动机动力模拟技术的研究.
31.弹体侧向喷流控制干扰流场数值模拟
- 周伟江;马汉东;纪楚群
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：用数值方法求解N-S方程,数值模拟了横向控制喷流与绕弹体的高超声速主流干的干扰流场,研究了干扰流场特征和喷流控制效率随喷流压力的变化,给出了详细清晰的流场结构.结果表明,在本文计算参数范围内干扰流场定性结构不变,但干扰区边界都越过水平子午线达到背风区,产生环绕效应;随喷流压比增大喷流前分离区扩大,喷流的下游不但有流向分离涡,而且存在横向分离流动,喷流后的低压区向下游推延;在低压比情况下,喷流下游对称面内有两个旋涡,在高压比下仅存一个螺旋节点;在α=0°的情况下,尽管喷流干扰区扩大,但环绕效应的扩展使得法向力放大系数随着喷流压比的增大而减小.
32.时间方向有限谱方法
- 林东;王健平
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文应用有限谱法于KdV方程,检验有限谱法计算含有色散项的非线性方程的精度.我们提出了时间方向和空间方向同时进行有限谱离散的数值格式,并对孤立波的演化及孤立波的碰撞进行了数值模拟,同时同一些有限差分法的计算结果进行对比.结果表明有限谱法比差分法具有更高的精度.
33.子弹穿越母弹头部斜激波干扰流场数值研究
- 马汉东;周伟江
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文利用有限差分方法求解N-S方程,数值模拟了一个翼身组合子弹外形从母弹中抛洒后,穿越母弹头部激波时在不同相对位置时的干扰流场,给出了流场波系结构,物面压力分布,全弹气动力特性及尾翼上气动力特性随子弹穿越激波不同位置的变化情况.
34.多片尾翼布局弹箭气动特性数值计算
- 雷娟棉;吴甲生;居贤铭;苗瑞生
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：以三维Navier-Stokes方程为控制方程,用CFD数值模拟方法对多片尾翼布局弹箭流场和气动特性进行了研究,得到了四片、六片与八片平直形尾翼和卷弧形尾翼弹箭的气动特性.计算结果与风洞实验结果基本吻合,为多片尾翼布局弹箭的气动设计及尾翼片数的合理选择提供了依据.
35.弹体进气道掺混段内外流复杂流场分区耦合数值模拟
- 白鹏;周伟江;马汉东;汪翼云
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文采用二阶迎风隐式TVD格式求解N-S方程.数值模拟了导弹与进气道和掺混段在小攻角条件下的复杂流场.进气道采用了三种不同形状(方形、圆形、半圆形),本文仅以圆形进气道为例.整个流场采用内外流分区耦合计算的方法,这对边界处理提出了较高的要求.由计算结果可以对流场参数及激波结构加以定性的分析.对流场数据进行积分可以得到设计部门所关心的各种设计参数:进气道的总压恢复系数、流量系数和平均马赫数等.并尝试了CFD分区算法的通用化.
36.包含运动边界的非定常绕流数值模拟方法研究
- 郭正;刘君;瞿章华
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：建立了准确模拟包含运动边界的非定常复杂流场的数值方法.该方法采用网格变形与局部重构相结合的非结构动网格技术、MUSCL类型有限体积格式,求解ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)描述形式的EULER方程,并耦合了刚体动力学方程.通过模拟俯仰振动的矩形机翼绕流和二维机翼/外挂物分离绕流,分别验证了数值方法的准确性和动网格技术的可靠性.
37.火箭级间分离气动特性数值模拟
- 徐春光;刘君;郭正
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：针对某型号研制提出一种级间分离设计方案,从三维薄层近似N-S方程出发,结合k-ε湍流模型,对火箭级间分离发动机喷流在连接舱内形成的非定常流场进行了数值模拟.比较了不同级间段设计模型情况下后面级受到的轴向力系数随时间的历程,发现在分离发动机工作后较短时间内轴向力系数与设计方案无关,随时间的延长,轴向力系数开始与级间段排焰外形设计有关,选择合适的分离时机对安全快速的分离至关重要.计算结果可为作为分离段设计的参考.
38.二维超声速粘性剪切层演化过程分析
- 沈清;罗俊荣;张涵信
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文利用直接数值模拟方法,模拟了二维超声速粘性剪切层流动中的小扰动波在时间和空间上的发展.通过对空间各个位置上扰动参数时间序列的分析,本文得到了二维超声速粘性剪切流动由线性到非线性的失稳过程的部分特征,包括:间歇性结构,相图演变,李雅普诺夫指数和关联维数的演化过程等.分析结果表明,在本文的计算条件下,二维超声速粘性剪切流动发生的失稳过程具有间歇性、自相似结构特征和耗散特征.
39.可压缩衰减湍流的直接数值模拟
- 李新亮;傅德薰;马延文
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：构造了八阶精度的群速度控制型差分格式并根据激波捕捉能力及对小尺度分辨能力对格式系数进行了优化.采用该格式对可压缩均匀各向同性湍流进行了直接数值模拟,所计算的最大湍流马赫数达到0.95.相同计算条件下的结果与他人结果吻合较好,说明了格式在捕捉激波的同时对湍流小尺度有较好的分辨能力.对特定流场进行了标度律分析,发现即使在较高的湍流马赫数下,扩展自相似性仍然成立,而且压缩性效应对标度指数影响很小,说明了标度指数的普适性.
40.旋转圆管内湍流流动的大涡模拟研究
- 刘难生;陆夕云;庄礼贤
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文采用大涡模拟(LES)方法,并结合动力学亚格子尺度应力(SGS)模型,通过数值求解柱坐标系下的滤波Navier-Stokes方程,研究了绕管轴旋转圆管内的湍流流动特性.为验证计算的可靠性,以及动力学SGS模型对于旋转湍流的适用性,将大涡模拟计算所得的结果,与相应的直接模拟(DNS)结果和实验数据进行了对比验证,吻合很好.文中进一步对旋转圆管湍流的物理机理进行了探讨,研究了湍流特性随旋转速率的变化规律.当旋转速率增加时,湍流流动有层流化的发展趋势.
41.差分格式的群不变特性与激波捕捉问题的研究
- 冉政;胡文沛
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：结合非线性分析中的无穷小Lie群分析方法,发展典型激波捕捉格式的群不变分析方法,以期对目前激波捕捉法所面临的一些挑战问题,进行深入系统的研究,揭示一些新的差分格式内在的非线性本质特征;在此基础上建立一些新的差分格式非线性稳定性原则,以及新的基本无波动的激波捕捉差分计算方法.
42.三种k-ε模式在细长体背风面分离流模拟中的对比
- 刘仙名;符松
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文分别利用标准k-ε模式、可实现(Realizable)k-ε模式和重整群(Renormalization Group)k-ε模式模拟细长旋成体在超音速中等攻角下的背风面分离流,从背风面分离涡的强度和位置、物面压力分布、集中力和力矩等方面比较了三种模式的结果,并与试验结果进行对比.
43.混合解析/数值方法在隐式求解湍流双方程模型上的应用
- 杜涛;吴子牛
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：源项的数值处理一直是困扰湍流模型数值计算的重要问题.可以说源项数值处理的好坏,是湍流模型数值计算稳定的关键.针对源项引起的多尺度问题,作者提出了混合解析/数值方法.本文中,应用基于非分裂技术的混合方法到湍流双方程模型的数值计算中.计算表明,混合方法比传统方法,提高了湍流量输运方程源项的计算分辩精度,削弱源项对时间步长的限制.不但收敛精度提高,而且容许计算选取更大的时间步长,极大的提高了收敛速度.
44.扩散抛物化(DP)NS方程组的意义及其在计算流体力学中的应用
- 庄逢甘;张德良
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文首先讨论扩散抛物化(DP)NS方程组的早期研究工作:它的提出、数学性质、意义和在CFD中的应用,然后讨论扩散抛物化理论的一些新发展.这些新发展是对NS方程组数值计算进行物理分析的基础上得到的,其中包括NS方程组差分计算时,粘性剪切流对网格间距和格式精度的要求;粘性项只保留剪切粘性项的广义扩散抛物化(GDP)NS方程组,它的性质和应用.由于高Re数流动在NS方程组的差分计算中,网格Re数彼此相差悬殊的特点,产生了计算离散单元守恒方程组的新的算法思路,即离散流体力学(DFD)算法.在DFD算法中需要同时计算三种不同的守恒方程组(Euler,DPNS和NS方程组).本文讨论了DFD格式的构造、它的优点和应用.并以超声速绕前后台阶流动为算例,来说明GDPNS方程组的用处和DFD算法的优点.DPNS方程组、GDPNS方程组、DFD算法是高智提出的,对这些问题他和合作者从理论、算法、数值验证和某些应用又作了系统的研究.
45.高超声速湍流热流数值模拟
- 艾邦成;马晖扬
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文采用有限元方法对雷诺平均方程进行了数值计算方法研究,并在不同的湍流模式下对热流加以计算.结果表明对高超声速流动热流的数值模拟依然依赖于模式的选取,文中对模式选取的规则做出了指导性的意见.
46.升力体外形高超声速粘性绕流拓扑结构分析
- 刘伟
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：采用交替方向隐式分解的隐式NND格式求解全N-S方程模拟"类升力体"外形在高超声速下的大攻角流动;并采用张涵信发展的流动拓扑结构理论分析给出了"类升力体"外形表面极限流线和垂直于体轴的横截面流线随攻角变化的拓扑结构.
47.鳗鱼前进与倒退运动的数值分析
- 胡文蓉;童秉纲;马晖扬
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文应用有限体积法求解不可压缩二维N-S方程,通过对鳗鱼前进和倒退运动的二维数值模拟,定量地分析了鳗鱼前进和倒退运动的推进机制及影响因素,并对其形态适应进行了讨论.
48.基于N-S方程的翼型优化设计方法研究
- 周铸;陈作斌
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文采用连续伴随方法对粘性条件下的翼型气动外形进行了优化设计.设计过程中,采用B样条曲线的控制顶点作为设计变量,通过求解伴随方程得到目标函数关于设计变量的梯度,并和有限差分法的结果做了比较,最后用BFGS变尺度法对二维翼型进行了外形优化.
49.跨声速翼型颤振非线性Hopf分叉过程数值模拟
- 袁先旭;张涵信;叶友达;谢昱飞
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：应用一种无条件稳定的时空二阶精度的隐式迭代NND算法和加权动网格生成技术,数值研究了跨声速翼型PAPA颤振模型随减缩速度的改变而发生Hopf分叉的过程.结果表明本文数值方法比较准确地模拟了跨声速翼型由于气动弹性失稳而发生Hopf分叉的动态气动特性行为,比较准确地预测了临界分叉点,得到了平衡解失稳后的周期极限环振荡形态.
50.九分笛卡尔网格技术
- 栗可;吴子牛
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：提出了一种新的网格技术:九分笛卡尔网格技术.该方法同时考虑各向同性和各向异性加密,能够对激波和壁面附近进行更加快速地加密,并且有效节省了网格点数目.数值模拟了单个翼型、多个翼型及直管道下壁面带凸包的无粘流动.
51.多区重叠网格'挖洞'与'找点'技术的剖析
- 黄海平;李亭鹤;涂正光
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文对Chimera方法中各种有代表性的挖洞与找点技术进行了归纳、分析和比较,从方法上对挖洞技术进行了分类,并指出今后可能的发展方向,希望本文对Chimera方法的研究与应用能有裨益.
52.三维非结构网格上的N—S方程解法研究
- 王刚;叶正寅;陈迎春
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：进行了三维非结构粘性网格生成方法的研究,并应用格心格式的中心有限体积法进行了M6机翼粘性流场的数值模拟.在网格生成技术方面,发展了一套用于N-S方程数值模拟计算的非结构粘性网格自动生成方法.在物面附近的粘性作用区域,本文采用推进层方法生成各向异性的"扁平"四面体网格,当粘性网格的推进高度达到预定要求时,推进层方法自动停止,转而采用阵面推进方法生长常规意义的尽量接近正四面体的各向同性网格.在流场求解技术方面,采用格心格式的有限体积法对N-S方程作空间离散,用四步龙格-库塔方法作显式时间推进,同时采用当地时间步长和隐式残值光顺等加速收敛措施,求解了M6机翼的粘性绕流问题,流场数值计算结果与实验结果符合的很好.
53.基于直角切割的全叉树自适应混合网格技术研究
- 桑为民;李凤蔚;鄂秦
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：针对直角切割网格,本文描述了网格生成过程和物面加密,全叉树数据结构,网格各向异性特征,以及流场自适应技术和任意网格切割细分算法,结构/非结构混合网格技术.进一步运用上述的方法,通过Euler和NS方程的数值求解,算例的分析计算,以及外挂物分离投放的数值模拟,说明了方法的正确性、灵活性和通用性,提高了网格的计算效率,改进了数值计算的分辨率.
54.民机全机(小翼)/四发N-S方程数值模拟
- 王运涛
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本项研究的内容是开发全机(小翼)/四发复杂组合体Euler/NS方程数值模拟分析软件.本项工作的难点分为两个部分,首先是超临界机翼的数值模拟,主要内容是计算方法研究;其次是挂架的数值模拟,主要内容是网格生成技术.为了简化网格生成的难度,更好地模拟结合部和拐角处的流动,本文采用了重叠网格技术来解决上述问题.
55.对流扩散方程的摄动有限体积(PFV)方法及讨论
- 高智
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：在有限体积(FV)方法的重构近似中,我们引入数值摄动处理,即在重构近似中把数值通量摄动展开成网格间距的幂级数,并利用积分方程自身的性质求出幂级数的系数,同时获得高精度迎风和中心型摄动有限体积(PFV)格式.文中对标量输运方程给出积分近似为二阶、重构近似为二、三和四阶迎风和中心型PFV格式,这些PFV格式的结构形式及使用基点数与一阶迎风格式完全一致,迎风PFV格式满足对流有界准则;二阶和四阶中心PFV格式对网格Peclet数的任意值均为正型格式,比常用的二阶中心格式优势.文中用算例说明PFV格式的优良性能,并把PFV方法与性质相近的摄动有限差分(PFD)方法及相关的高精度方法作了对比分析.
56.冲压燃烧室内部流场的数值模拟研究
- 王晓栋;乐嘉陵;宋文艳
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：应用含组分守恒方程的质量平均Navier-Stokes方程和B-L代数湍流模型,本文数值模拟了带支板引射器的模型燃烧室内部的流场结构,对比研究了燃料的化学当量比、支板引射器数量以及燃料注入角度对燃料混合及燃烧性能的影响.在计算过程中,对方程中的对流项采用了空间为二阶精度的TVD格式,扩散项则采用了二阶中心差分离散,采用流体力学时间步内的当地积分法克服了非平衡源项的刚性问题,保持了LU-SSOR隐式算法的高效率.
57.水下气体射流初期数值研究
- 贺小艳;马汉东;纪楚群
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文提出了一种新的水下气体射流的数学物理模型,并成功地将位标函数方法应用于水下气体射流气水交界面求解,数值模拟了水下气体射流初期的流动演化和气水相互作用特性,得到了气水全耦合的水下气体射流喷射初期的流场形态及其演化过程,定性结论与实验吻合.
58.激波风洞数值模拟
- 毛雄兵;乐嘉陵
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文介绍了一种激波风洞的数值模拟方法.采用考虑分子振动的MacCormack格式及采用结合MUSCL插值的S-W分裂解准一维Euler方程.一种简单的方法用来跟踪接触面.结合中国空气动力研究发展中心进行的试验,对几组试验进行了数值模拟,数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性,证明本文采用的方法是可行的,可以用来对激波风洞的试验参数给出估计.
59.渤海水环境动力特性的研究
- 宋文筠;陶建华
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文采用沿水深积分的二维水动力学模型和对流扩散模型对渤海的流场和污染物的浓度分布进行了数值模拟,并用实测资料对模型进行了验证,模拟结果与实测数据符合良好.对渤海的水环境特性进行了研究,模拟了辽东湾、莱州湾和渤海湾水质点在典型年的运动规律;分析了渤海湾污染物的分布状况及其和潮流、环流及各主要排污口污染物排放量之间的关系;研究了波浪作用下渤海湾主要排污口附近污染物的输移特征,结果表明波生沿岸流对近岸污染物的输移扩散有较显著影响.
60.计算流体力学模拟可信度分析的基本术语
- 白文
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：评估和建立计算流体力学模拟可信度的基本术语包括:概念模型、模拟模型、不确定性、误差、验证和确认等;基本原则是对模拟进行验证和确认;验证定义为评估数值不确定性的过程;确定定义为评估建模不确定性的过程.按照计算流体力学模拟的误差来源分析了这些基本术语之间的关系.
61.守恒型迎风紧致格式
- 任玉新;刘淼儿;张涵信
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：从通量的原函数角度出发,构造紧致格式,该类格式可以确保格式的守恒性质.在此基础上,构造了一个3点5阶的守恒型迎风紧致格式,该格式满足稳定性原则,熵增原则.结合WENO格式,采用分段紧致的混合方法,在保持高分辨率的同时,能够有效抑制间断附近的波动.文中还对该格式与Lele的中心型守恒格式的分辨率做了比较;给出了一维问题的计算结果,并与同阶的WENO格式的进行了比较.
62.广义特征坐标系统
- 石静;吴子牛
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：在CFD中,一般有两种坐标变换,一种是强制定义的强制坐标变换,而另外一种就是流动驱使的变换,我们称之为被动坐标变换.本文中我们考虑了一种更加一般的坐标变换,包含强制变换、被动变换(比如统一坐标变换系统和本文中的广义特征坐标变换系统)和时空变换.同时我们还会考虑不同坐标系统中解(比如说简单波和弱解)的等价性问题.
63.上风格式的若干性能分析
- 阎超;涂正光;张智;张立新
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文回顾了上风格式的发展简史,从理论上分析了目前三个最典型、最有代表性的上风格式:Van Leer、Roe和AUSM格式.通过一维激波管作为计算算例,进行了数值实验.从理论分析和数值实验中,比较了三种上风格式的数值耗散性、接触间断分辨率以及粘性分辨率,得出了一些有益的结论.这些结论对于CFD的格式研究和应用具有指导意义.
64.基于单元不同方向尺度的有限元误差估计及其应用
- 王浩;吴颂平
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文将传统的基于单元整体尺度的有限元误差估计扩展为基于单元不同方向尺度的误差估计;根据不同方向误差应该同量级的思想,得到了误差匹配准则,该准则可以作为网格划分的判据.本文根据这一匹配准则,提出了一种提高计算精度的方法——单向高次插值法.数值实验表明本项研究所得到的误差估计是正确的,误差匹配准则作为网格划分的判据是有效的,采用合理的有限元插值逼近能够有效地减小计算误差,提高计算的精度和效率.
65.高雷诺数流动的离散流体力学分区算法
- 申义庆;高智;杨顶辉
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文把耦合流体理论的算法进行推广,提出高雷诺(Re)数流动的离散离散流体力学分区算法,即根据高雷诺数粘性流动的非均匀和非线性模型,将流场中的不同区域(离散块)与不同流体方程对应起来,如回流区,Navier-Stokes(NS)方程为控制方程;贴近物面的边界层内,扩散抛物化NS(DPNS)方程为控制方程;在远离物面的其它区域,Euler方程为控制方程.在整个流场计算中,对流项的离散采用统一的TVD型格式,而只是粘性项的处理不同,计算过程中各离散块之间的数值解不出现通常分区计算的边界匹配问题.通过三个典型的流动算例,验证了方法的有效、合理性.
66.二维爆轰波的数值模拟
- 刘云峰;王健平
- 《第十一届全国计算流体力学会议》 | 2002年
摘要：本文用有限谱ENO格式对二维非定常自维持爆轰波进行了数值模拟,研究了二维爆轰波的产生和演化机理,分析了爆轰流特有的三波结构.研究表明:有限谱ENO格式可以成功地模拟爆轰波的非定常传播.