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一种求解激波问题的中心差分-WENO混合方法研究
  • ISSN号:1001-4055
  • 期刊名称:《推进技术》
  • 时间:0
  • 分类:V435.12[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
  • 作者机构:国防科学技术大学高超声速冲压发动机技术重点实验室,湖南长沙410073
  • 相关基金:国家自然科学基金(50906098)
中文摘要:

为提高求解包含激波问题的计算精度和效率,发展了一种低耗散、高效率的中心差分-WENO(Weighted Essentially Non-Oscillatory)混合格式,Navier-Stokes方程的无黏项在光滑流场区域采用六阶中心差分格式离散,而间断附近采用五阶WENO格式求解;基于密度设计了一种新型格式开关实现两种格式在光滑区域和间断之间自动切换,确保数值解在间断附近基本无振荡。针对一维激波熵波作用问题验证了混合格式的低耗散特性;对二维Riemann问题的研究表明发展的基于密度的格式开关更为合理,混合格式的计算效率较WENO格式明显提高;将其应用到激波诱导燃烧问题中,混合格式能很好地捕捉定常流场中激波和化学反应锋面的位置以及非定常流场的振荡频率。

英文摘要:

In order to improve the accuracy and efficiency solving the flowfield with shocks,a low dissipation,high efficiency and hybrid central difference-WENO method is developed. The inviscid flux of NavierStokes equations is discretized by sixth-order central difference scheme in smooth field,but near the discontinuity fifth-order WENO scheme is adopted. Based on density a new scheme switch is developed to achieve the switchover of these two schemes between smooth zone and discontinuity,and make sure that there is no oscillatory near the discontinuity. The test of one-dimensional shock and entropy wave interaction is used to validate the low dissipation of hybrid scheme. The test of two-dimensional Riemann shows that the scheme switch based on density is more appropriate and the efficiency is improved obviously compared with WENO scheme. Applying high order hybrid scheme to shock-induced combustion shows that it can capture the shock,reaction front in steady flow and oscillatory frequency in unsteady flow.

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期刊信息
  • 《推进技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团公司
  • 主办单位:北京动力机械研究所
  • 主编:郑日恒
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  • 国际标准刊号:ISSN:1001-4055
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1813/V
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