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一种有限体积-边界嵌入方法及其向三维复杂动边界流动问题的推广
  • ISSN号:1005-2615
  • 期刊名称:南京航空航天大学学报
  • 时间:2013.6.6
  • 页码:322-328
  • 分类:O35[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学航空宇航学院,南京210016, [2]中国航空工业第一飞机设计研究院,西安710089
  • 相关基金:国家自然科学基金(11072113)资助项目.
  • 相关项目:非定常流模拟中网格自适应处理方法的研究和应用
中文摘要:

发展了一种不可压N—S方程的有限体积边界嵌入解法并将其推广到求解三维复杂几何外形的动边界绕流问题。数值计算中,所有网格点分为解域内部的计算点和边界嵌入点以及不参与计算的解域外的点。通过与无滑移边界条件和当地简化动量方程相关的物面法向上的二次多项式近似,确定边界嵌入点上的流动变量值。当模拟包含运动边界的流场时,网格可以是固定的,无需进行网格的实时更新,计算效率获得了提高。采用Galer—kin有限体积近似进行控制方程的空间离散。为验证该方法的可靠性,模拟了圆柱、圆球等固定物体的绕流以及自由来流中垂直振荡圆柱和游动的类鱼体等运动物体的绕流,并将计算结果与参考文献的结果进行了比较。

英文摘要:

A finite volume immersed boundary method for incom is developed and extended to solve three-dimensional geometrica pressible Navier-Stokes (N-S) equations lly complex moving-boundary problems. All mesh nodes are classified into the three categories: internal computed points, immersed boundary points and external points that are blanked out of computation. The flow-variables at an immersed boundary point are evaluated via an approximation of quadratic polynomial in normal direction to wall, which is associated with no-slip boundary condition and the simplified local momentum equation. In the simulation of flow-field containing moving boundaries, the grid can be fixed and there is no need to up- date it. Therefore, the computational efficiency can be improved significantly. Spatial discretization is a- chieved with the help of Galerkin finite volume approximation. In order to validate the present method, two groups of flow phenomena are simulated. (1) flows over a stationary circular cylinder and a station- ary sphere; (2) a transversely oscillating cylinder in uniform flow and a fish-like swimming. The predic- tions show good agreement with the reference results.

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期刊信息
  • 《南京航空航天大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:工业和信息化部
  • 主办单位:南京航空航天大学
  • 主编:宣益民
  • 地址:南京市御道街29号
  • 邮编:210016
  • 邮箱:tnuaa@nuaa.edu.cn
  • 电话:025-84892726
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-2615
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1429/V
  • 邮发代号:28-140
  • 获奖情况:
  • 2005获高校科技期刊先进集体,2006获中国高校优秀科技期刊奖,2007获江苏省优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,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:11886