浸入边界法在物体绕流数值模拟中的研究应用
随着计算机技术突飞猛进的发展，工程学界越来越倾向于利用计算数值模拟去研究流体动力学问题。然而对实际绕流问题展开数值模拟研究时，结构构件通常具有复杂边界，多需采用贴体网格或非结构网格，对于有限差分求解更要生成雅可比矩阵进行计算网格与物理网格之间的转换。尤其涉及到流-固藕合动边界问题时，除初始网格外，还需在每个时间间隔内重新建立网格以适应边界的变化，更是给计算带来了很大的负担。以适用于刚性边界的浸入边界法(Virtual Boundary Method)作为算法基础,结合高效求解法—时间分步法(Fractional Time-step Method)和有效边界处理方式—交错网格(Staggered Grid),借助FORTRAN语言开发出浸入边界算法程序模拟物体绕流,分析不同雷诺数下流场特征.研究表明:浸入边界算法中能够借助常系数较好地实现浸入边界;本程序模拟的低雷诺数二维方柱绕流,其阻力系数、升力系数及相应流线图与其它相关文献很好的吻合;本文中二维圆柱绕流对称流场消失所对应的雷诺数同过往文献相同,计算模型可行.
工程流体力学 物体绕流 浸入边界法 交错网格
杨青 曹曙阳 王通
同济大学土木工程防灾国家重点实验室 上海 200092
国内会议
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2013-07-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）