不可压Navier-Stokes方程基于误差估算的网格自适应解法

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作者 周春华 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期705-710,共6页

首先导出了广义S tokes方程Petrov-G a lerk in有限元数值解的当地事后误差估算公式;以非连续二阶鼓包(bum p)函数空间为速度、压强误差的近似空间,该估算基于求解当地单元上的广义S tokes问题。然后,证明了误差估算值与精确误差之间的... 首先导出了广义S tokes方程Petrov-G a lerk in有限元数值解的当地事后误差估算公式;以非连续二阶鼓包(bum p)函数空间为速度、压强误差的近似空间,该估算基于求解当地单元上的广义S tokes问题。然后,证明了误差估算值与精确误差之间的等价性。最后,将误差估算方法应用于N av ier-S tokes环境,以进行不可压粘流计算中的网格自适应处理。数值实验中成功地捕获了多强度物理现象,验证了本文所发展的方法。 展开更多

关键词 误差估算 网格自适应 不可压navier—stokes方程 有限元

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极坐标系下谱元方法求解不可压缩Navier-Stokes方程 被引量：4

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作者 秦国良 陈雪江 +1 位作者 武珑 徐忠 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期216-219,共4页

本文利用有限元的思想并结合谱方法的精度提出求解偏微分方程的谱元方法,并将谱元方法应用到极坐标系中;详细推导了在极坐标系下的谱元方法的具体计算公式,求解了极坐标系下的简单椭圆型二阶偏微分方程;并结合时间分裂方法应用于同心旋... 本文利用有限元的思想并结合谱方法的精度提出求解偏微分方程的谱元方法,并将谱元方法应用到极坐标系中;详细推导了在极坐标系下的谱元方法的具体计算公式,求解了极坐标系下的简单椭圆型二阶偏微分方程;并结合时间分裂方法应用于同心旋转圆筒间流体的流动问题,具体求解了原始变量速度和压力的不可压缩Navier Stokes方程,均取得了满意的结果。 展开更多

关键词 极坐标系 谱元方法 不可压缩navier—stokes方程 时间分裂法 计算精度 解题方法

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三维Navier-Stokes方程分步法的并行算法在异构平台上实现初探 被引量：1

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作者 徐莹 徐磊 姜恺 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2012年第9期33-39,共7页

本文选取了三维不可压缩流动方程的分步法(fractional-step method),其中动量方程使用BiCGSTAB算法进行迭代求解,而压力泊松方程使用Fourier变换法进行直接求解。本文研究该算法在集群平台上的并行算法,从区域分解入手,分析一维、两维... 本文选取了三维不可压缩流动方程的分步法(fractional-step method),其中动量方程使用BiCGSTAB算法进行迭代求解,而压力泊松方程使用Fourier变换法进行直接求解。本文研究该算法在集群平台上的并行算法,从区域分解入手,分析一维、两维、三维区域划分三种情况下,各并行处理器上的计算量与通讯量,根据分析结果使用两维区域分解。分析BiCGSTAB算法和泊松Fourier变换法在GPGPU异构平台上的移植方法。最后,本文分析了BiCGSTAB和泊松方程Fourier变换法两种算法在CPU集群和GPGPU异构平台上的并行性能结果。 展开更多

关键词 异构平台 GPGPU 并行算法 不可压缩navier—stokes方程 分步法

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利用FEPG进行Navier-Stokes方程的有限元程序的生成(英文) 被引量：1

4

作者 万水 M.P.尼尔森 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第3期328-332,共5页

通过有限元生成系统(FEPG)产生了粘性不可压流体Navier-Stokes方程的有限元程序。为了克服计算上的困难,利用算子分裂法将N-S方程表述的物理过程分解为扩散和对流两个过程。导出了扩散方程的弱形式,进而建立起它的有限元方程,利用最小... 通过有限元生成系统(FEPG)产生了粘性不可压流体Navier-Stokes方程的有限元程序。为了克服计算上的困难,利用算子分裂法将N-S方程表述的物理过程分解为扩散和对流两个过程。导出了扩散方程的弱形式,进而建立起它的有限元方程,利用最小二乘法建立起对流方程的有限元方程。利用所产生的程序对二维的粘性不可压流体的绕圆柱流动问题进行了数值模拟。 展开更多

关键词 Navler—stokes方程 有限元素法 粘性不可压流 算子分裂法

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三维不可压Stokes系统的全局强弱解

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作者 郭蒙 《四川师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期216-221,共6页

研究三维有界光滑区域上的非齐次不可压Navier-Stokes方程的Stokes系统的全局强弱解.通过一个半离散化的Galerkin格式构造逼近解,利用一致估计进而通过取极限来得到原方程组的解,证明了不可压Stokes系统的全局强弱解.

关键词 非齐次不可压navier—stokes方程 stokes系统 强解和弱解

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二维Navier-Stokes方程流函数形式的二阶隐的Legendre谱格式

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作者 梁燕翼 贺力平 《上海工程技术大学学报》 CAS 2006年第2期174-178,共5页

考虑了Navier-Stokes方程流函数形式的初边值问题。引入了三线性算子,然后介绍了这个问题的弱形式。针对二维Navier-Stokes方程建立了高精度的二阶隐的Legendre谱格式,该格式在时间方向具有二阶精度,在空间方向具有谱精度,且保持了离散... 考虑了Navier-Stokes方程流函数形式的初边值问题。引入了三线性算子,然后介绍了这个问题的弱形式。针对二维Navier-Stokes方程建立了高精度的二阶隐的Legendre谱格式,该格式在时间方向具有二阶精度,在空间方向具有谱精度,且保持了离散能量的守恒性。此外,还模拟了该问题长时间性态。 展开更多

关键词 不可压缩流 navier—stokes方程 流函数形式 二阶隐的Legendre谱逼近

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基于投影法求解不可压缩流的高精度紧致格式 被引量：3

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作者 王坪 田振夫 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期225-232,共8页

本文建立了一种基于投影法的求解不可压缩Navier-Stokes(N-S)方程的高精度紧致差分格式。该方法时间上采用Kim和Moin二阶投影法离散,空间上采用高精度紧致格式离散,并提出了一种新的离散压力边界的紧致格式,同时对计算结果进行分析以验... 本文建立了一种基于投影法的求解不可压缩Navier-Stokes(N-S)方程的高精度紧致差分格式。该方法时间上采用Kim和Moin二阶投影法离散,空间上采用高精度紧致格式离散,并提出了一种新的离散压力边界的紧致格式,同时对计算结果进行分析以验证该投影法的精度和格式稳定性。文中Taylor涡列数值计算结果表明,Kim和Moin投影法能使得压力场和速度场均达到时间二阶精度,且高精度紧致格式投影法也具有空间高阶精度。驱动方腔数值模拟结果显示,本文对N-S方程的离散格式具有很好的可靠性,适用于对复杂流体流动的小尺度问题的数值模拟和研究。 展开更多

关键词 紧致格式 不可压缩流 二阶投影法 navier.stokes方程

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数值求解不可压缩流动的投影方法研究进展 被引量：5

8

作者 刘淼儿 任玉新 张涵信 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期591-598,共8页

在过去的20多年中,投影方法通过速度和压力的解耦计算,获碍了比全耦合方法更高的计算效率,这个显著优点使之得以广泛应用．目前,在计算非定常不可压缩流动的原始变量形式的数值方法中,投影方法得到了越来越广泛的应用．本文根据投影方... 在过去的20多年中,投影方法通过速度和压力的解耦计算,获碍了比全耦合方法更高的计算效率,这个显著优点使之得以广泛应用．目前,在计算非定常不可压缩流动的原始变量形式的数值方法中,投影方法得到了越来越广泛的应用．本文根据投影方法的构造思路,将众多的投影方法分成了3类,即：Helmholtz-Hodge分解类投影方法、算子分裂类投影方法和局部连续投影方法,并详细的介绍了3类投影方法的发展历程和求解步骤．从投影方法的求解过程不难发现,通过速度和压力的解耦计算,提高了投影方法的计算效率,但同时也给投影方法的时间精度分带来了困难,并长期成为大家争论的焦点．普遍认为,速度的时间精度比较容易达到高阶,但是压力一般来说只有一阶精度．但通过对3类投影的对比分析后,我们认为,局部连续投影方法将有助于澄清目前投影方法存在的相关争议,并使得发展高阶精度的投影方法在理论上和技术上成为可能． 展开更多

关键词 不可压缩流动 navier—stokes方程 投影方法 时间精度 研究进展

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求解定常不可压Stokes方程的两层罚函数方法 被引量：1

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作者 李世顺 祁粉粉 邵新平 《计算数学》 CSCD 北大核心 2019年第3期259-265,共7页

借助于两套有限元网格空间提出了一种求解定常不可压Stokes方程的两层罚函数方法.该方法只需要求解粗网格空间上的Stokes方程和细网格空间上的两个易于求解的罚参数方程(离散后的线性方程组具有相同的对称正定系数矩阵).收敛性分析表明... 借助于两套有限元网格空间提出了一种求解定常不可压Stokes方程的两层罚函数方法.该方法只需要求解粗网格空间上的Stokes方程和细网格空间上的两个易于求解的罚参数方程(离散后的线性方程组具有相同的对称正定系数矩阵).收敛性分析表明粗网格空间相对于细网格空间可以选择很小,并且罚参数的选取只与粗网格步长和问题的正则性有关.因此罚参数不必选择很小仍能够得到最优解.最后通过数值算例验证了上述理论结果,并且数值对比可知两层罚函数方法对于求解定常不可压Stokes方程具有很好的效果. 展开更多

关键词 两层罚函数方法 定常不可压stokes方程 罚参数 有限元方法

原文传递

机车轮对压装力准确性影响因素的研究 被引量：3

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作者 肖峻 杜兆勇 +1 位作者 杨铮 黄海涛 《计量学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期464-468,共5页

研究了在机车轮对压装过程中影响压装力检测准确性的因素。根据Navier-Stokes方程推导出流体动力作用对压装力检测准确性的影响;利用MATLAB的PDE工具对压装过程中液压油空间流速进行了动力学仿真,并以此分析了不同因素对压装力检测准确... 研究了在机车轮对压装过程中影响压装力检测准确性的因素。根据Navier-Stokes方程推导出流体动力作用对压装力检测准确性的影响;利用MATLAB的PDE工具对压装过程中液压油空间流速进行了动力学仿真,并以此分析了不同因素对压装力检测准确性的动力学影响;根据油缸变形公式及传统摩擦力公式,提出了影响压装力检测准确性的静力学因素,并通过实验验证了该方法的有效性与准确性。结果表明:通过选择合适的压装参数并采用二次曲线拟合压强与压装力关系,可以有效提高压装力检测的准确性。 展开更多

关键词 计量学 轮对组装 压装力检测 navier—stokes方程 PDE仿真

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一种适用于压气机非定常流动的相位滞后算法

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作者 严明 孙立 刘相凤 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期100-105,共6页

应用相位滞后边界条件,以1∶1的转、静叶计算域,在不改变转子尾迹及静子势干扰的频率的条件下,计算叶轮机非定常流场.以NASA stage 67为算例,计算结果与实验数据相吻合,表明采用的方法具有较大的工程实用性.

关键词 航空 航天推进系统 压气机 非定常 navier—stokes方程 相位滞后 并行

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基于预处理的不可压缩N-S方程拟压缩数值算法研究 被引量：5

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作者 钱战森 张劲柏 李椿萱 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2010年第12期1542-1554,共13页

通过研究求解不可压缩Navier-Stokes方程的拟压缩方法与加速刚性双曲型方程时间推进的预处理技术,推导了一般曲线坐标系下带预处理的拟压缩Navier-Stokes方程特征系统,并结合有限差分法,建立了适用于不可压缩黏性流动计算的拟压缩快速算... 通过研究求解不可压缩Navier-Stokes方程的拟压缩方法与加速刚性双曲型方程时间推进的预处理技术,推导了一般曲线坐标系下带预处理的拟压缩Navier-Stokes方程特征系统,并结合有限差分法,建立了适用于不可压缩黏性流动计算的拟压缩快速算法.通过对不可压缩无黏圆柱绕流、平板层流流动、低Reynolds数定常圆柱绕流问题的数值模拟研究,得到了与相关理论与实验测试相吻合的结果,验证了所建立数值方法的快速可靠性.较系统地研究了预处理引入的参数和拟压缩因子的选择对收敛特性的影响.结果表明,Roe格式相对于二阶中心差分格式得到的结果更令人满意;对拟压缩Navier-Stokes方程进行预处理能有效提高数值计算的收敛速度;自适应的拟压缩因子取值能在很大程度上改善数值解的收敛特性,且不需要根据具体流动问题进行人工调节.最后将本文发展的数值方法用于低Reynolds数非定常圆柱绕流的数值模拟,所得结果亦和实验观测结果及其他文献的计算吻合很好. 展开更多

关键词 拟压缩方法 预处理 迎风格式 不可压缩流动 navier—stokes方程

原文传递

短S形进气道流动特性数值模拟研究 被引量：6

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作者 朱宇 王霄 《飞机设计》 2004年第4期1-6,共6页

借助于流体分析软件对5种特定的短S形进气道进行了三维粘性流场的数值模拟。计算采用结 构.M非结构的混合式网格、标准的k-ε湍流模型求解三维Navier-Stokes方程。计算选用零迎角、零侧滑角、 马赫数为0.7的亚声速飞行状态。通过这... 借助于流体分析软件对5种特定的短S形进气道进行了三维粘性流场的数值模拟。计算采用结 构.M非结构的混合式网格、标准的k-ε湍流模型求解三维Navier-Stokes方程。计算选用零迎角、零侧滑角、 马赫数为0.7的亚声速飞行状态。通过这5种管道的流动特性,即总压恢复系数及其分布、马赫数和流场畸 变,表明采用2次弯折的短S形进气道,即使增加其等值段的长度,也难以减缓气流的分离,且出口存在着 较大的低能区,应增加流动控制手段;而1次S形弯折的进气道,S形轴线较平滑,其长度可以大大缩短,但 3.5倍直径长度的管道可以获得较好的流动效果。 展开更多

关键词 进气道 马赫数 总压恢复系数 迎角 飞行状态 navier—stokes方程 流动控制 流动特性 求解 数值模拟

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