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低马赫数流动下半交错网格上的高阶紧致差分算法。 (英语) Zbl 1390.76265号

摘要:本文提出了一种基于高阶紧致差分近似和半交错网格投影法的变密度非等温流动的求解算法。与全交错网格排列相比,当压力和所有标量变量位于单元中心时,我们只移动压力节点,而将标量和速度分量保持在相同的节点中。这大大简化了求解过程,因为节点之间的插值仅在投影方法中进行。在中心节点处使用高阶紧致差分格式离散导数近似和插值公式,在区域边界附近使用高阶紧差分格式进行离散。该算法首次在最大密度比为9的瑞利数(操作符名{Ra}=3.4×10^5)和(操作符名称{Ra}=1.0×10^6)的方形和矩形有界空腔中的自然对流问题中得到验证。将结果与稳定和非稳定流型的公开数据进行了比较。所进行的模拟表明,精确结果的实现取决于壁面附近热边界层的网格分辨率以及控制方程的表达方式,即保守或非保守形式。这比形式化的离散化方法更为重要。基于雷诺数下周期通道中的流动,证明了所提湍流计算算法的鲁棒性{回复}_\tau=200),密度比等于2。在这种情况下,分析了平均速度、温度及其波动的剖面,它们与文献数据吻合得很好。在所有提出的测试案例中,获得的压力场是平滑的,并且在使用并置网格时没有观察到任何振荡。

MSC公司:

76G25型 一般空气动力学和亚音速流动
76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
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全文: 内政部

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