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运动壁面槽道流动的直接数值模拟
  • ISSN号:1000-0887
  • 期刊名称:《应用数学和力学》
  • 时间:0
  • 分类:O357.5[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]清华大学航天航空学院,北京100084
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金资助项目(10772098)
中文摘要:

采用谱方法,在曲线坐标系下对不可压缩Newton流体的N—S方程进行求解,采用定义在物理空间中的流动物理量以避免使用协变、逆变形式的控制方程.在计算空间采用Fourier—Chebyshev谱方法进行空间离散,时间推进采用高精度时间分裂法.为了减小时间分裂带来的误差,采用了高精度的压力边界条件.与其他求解协变、逆变形式控制方程的谱方法相比,该方法在保持谱精度的同时减小了计算量.首先通过静止波形壁面和行波壁面槽道湍流的直接数值模拟,对该数值方法进行了验证;其次,作为初步应用,利用该方法研究了槽道湍流中周期振动凹坑所产生的流动结构.

英文摘要:

A numerical scheme was developed to extend the scope of the spectral method without solving the covariant and contra-variant form of Navier-Stokes equations in curvilinear coordinates. The primitive variables were represented by Fourier series and Chebyshev polynomials in computational space. The time advancement was accomplished by a high-order time-splitting method, and a corresponding high-order pressure condition at the wall was introduced to reduce the splitting error. Compared with the previous pseudo-spectral scheme, in which the Navier-Stokes equations were solved in covariant and contxa-variant form, the present scheme reduced the computational cost, at the same time kept the spectral accuracy. The scheme was tested by the simulation of turbulent flow in a channel with a static streamwise wavy wall and turbulent flow over a flexible wallundergoing streamwise traveling wave motion. Turbulent flow over an oscillating dimple was studied using present numerical scheme, and the periodic generation of vortical structures was analyzed.

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期刊信息
  • 《应用数学和力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:重庆交通大学
  • 主办单位:重庆交通大学
  • 主编:钟万勰
  • 地址:重庆南岸区重庆交通大学90信箱
  • 邮编:400074
  • 邮箱:applmathmech@cqjtu.edu.cn
  • 电话:023-62652450
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0887
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1060/O3
  • 邮发代号:78-21
  • 获奖情况:
  • 国际工程索引(EI)收录期刊,我国力学类核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,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:8965