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基于制造解的非结构二阶有限体积离散格式的精度测试与验证
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:《力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:V211.3[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所,四川绵阳621000, [2]中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室,四川绵阳621000
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11532016).
中文摘要:

随着计算机技术的飞速进步,计算流体力学得到迅猛发展,数值计算虽能够快速得到离散结果,但是数值结果的正确性与精度则需要通过严谨的方法来进行验证和确认.制造解方法和网格收敛性研究作为验证与确认的重要手段已经广泛应用于计算流体力学代码验证、精度分析、边界条件验证等方面.本文在实现标量制造解和分量制造解方法的基础上,通过将制造解方法精度测试结果与经典精确解(二维无黏等熵涡)精度测试结果进行对比,进一步证实了制造解精度测试方法的有效性,并将两种制造解方法应用于非结构网格二阶精度有限体积离散格式的精度测试与验证,对各种常用的梯度重构方法、对流通量格式、扩散通量格式进行了网格收敛性精度测试.结果显示,基于Green-Gauss公式的梯度重构方法在不规则网格上会出现精度降阶的情况,导致流动模拟精度严重下降,而基于最小二乘(leastsquares)的梯度重构方法对网格是否规则并不敏感.对流通量格式的精度测试显示,所测试的各种对流通量格式均能达到二阶精度,且各方法精度几乎相同;而扩散通量离散中界面梯度求解方法的选择对流动模拟精度有显著影响.

英文摘要:

With the great improvement in computer technology,computational fluid dynamics have progressed significantly.Even though it is fast and easy to obtain discretized results via numerical simulations,the validity and accuracy of the results need to be carefully validated and verified.As an important approach in verification and validation,the method of manufactured solutions(MMS)was widely applied in code verification,accuracy analysis and verification of boundary conditions.This paper first established the procedures for the MMS with scalar manufactured solutions and vector man ufactured solutions.Verification of these two procedures was performed by comparing results of accuracy testing for a typical exact solution(2D inviscid isentropic vortex).The MMS procedures were then employed to the study of unstructured finite-volume discretization schemes,such as gradient reconstruction methods,convective fluxes discretization and di_usive fluxes discretization.It demonstrated that some schemes employing certain Green-Gauss based gradient degrade to1st order on irregular meshes and discretization error increases significantly,while the least squares based gradient is insensitive to mesh irregularity.Besides,all tested convective fluxes discretization schemes were2nd order accurate and they exhibited similar performance in terms of accuracy.But the method of computing the interface gradient was an essential factor a_ecting the accuracy of di_usive fluxes discretization.

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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:13332