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计算气动声学中的伽辽金玻尔兹曼方法研究
  • ISSN号:0253-987X
  • 期刊名称:《西安交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:V211.13[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
  • 作者机构:[1]西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049, [2]先进航空发动机协同创新中心,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51376144).
中文摘要:

为获得气动声学的高精度和低耗散特性的数值方法,发展了伽辽金玻尔兹曼方法和相应的无反射边界条件。首先,引入新粒子分布函数到格子玻尔兹曼BGK方程中并重构欧拉方程;然后,在空间上采用高精度的交点间断伽辽金有限元方法,在时间上采用显式五级四阶龙格库塔离散方法对解耦得到的对流步方程进行离散求解;最后,通过数值通量构造速度边界、声学硬壁面边界和无反射边界条件。采用包含声反射和多普勒效应的数值算例进行验证,可得模拟值与解析解吻合一致,从而证明了伽辽金玻尔兹曼方法和无反射边界条件用于气动声学计算的有效性和准确性。

英文摘要:

To get high-accuracy and low dissipative numerical method in aeroacoustics, Galerkin Bohzmann method and corresponding nonreflecting boundary condition (NRBC) were developed. A modified particle distribution function was introduced to lattice Boltzmann BGK equation in order to reconstruct the Euler equation. After decoupling the collision step from the streaming step, we implemented the high-accuracy nodal discontinuous Galerkin spatial discretization and fourth-order, five-stage Runge-Kutta time marching scheme to solve the resulting advection equation. Velocity boundary condition, acoustically hard wall boundary condition and NRBC were constructed through numerical flux. A benchmark problem including acoustic reflection and Doppler effects was used to test the functionality and accuracy of this method and NRBC. Computational results are in good agreement with the analytical solution, implying that it is a promising method for computational aeroacoustics.

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期刊信息
  • 《西安交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人共和国教育部
  • 主办单位:西安交通大学
  • 主编:陶文铨
  • 地址:西安市咸宁西路28号
  • 邮编:710049
  • 邮箱:xuebao@mail.xjtu.edu.cn
  • 电话:029-82668337 82667978
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-987X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1069/T
  • 邮发代号:52-53
  • 获奖情况:
  • 美国《工程索引》(EI光盘版)定期收录的中文期刊,《中文核心期刊目录总览》综合类核心期刊,科技部《科技论文统计与分析》统计源,《中国科学引文数据库》刊源,获全国高校优秀科技期刊一等奖,“百种中国杰出学术期刊”称号,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27275