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浸入边界方法中的表面数据重建。 (英语) Zbl 1519.76201号

小结:这项工作比较了浸入边界法中曲面数据重建的插值技术。提出了三种不同的基于逆距离的表面压力重建方法,分别称为:逆距离加权法(IDW)、插值点逆距离加权方法(IDW-IP)和基于上卷的逆距离加权(IDW-Upwind)方法。此外,使用两种方法确定浸没表面的剪切应力:使用IDW方法直接插值表面的速度梯度,以及使用IDW-IP方法插值沿表面法线的点的速度。插值方法通过对理想圆柱绕流和收敛扩散喷管中亚音速无粘流的解析解进行验证,并通过NACA0012翼型马赫数0.5、圆柱马赫数2.0和马赫数3.0的层流模拟进行验证斜坡。验证案例表明,虽然三种插值方法在表面上重建的压力值对于不可压缩流非常相似,但IDW-Upwind方法在收敛扩散喷管的法向激波上产生了最剧烈的压力上升。作为验证研究的一部分,将重构的表面压力系数(C_p)和表面摩擦系数(C_f)与文献或ANSYS-Flunt模拟中的值进行了比较,结果显示匹配良好,但表明浸入表面的重构压力和剪切应力值存在噪声,然而,随着网格细化而减少。此外,用于压力重建的IDW和IDW-Upwind方法,以及基于梯度重建的剪切应力计算方法显示,计算值产生的噪声较小。使用重建的表面压力和剪切应力的综合阻力和升力值表明,虽然用于压力重建的不同方法会导致相似的气动载荷值,但基于梯度的剪切应力计算会导致更准确的载荷估算。最后,利用一种插值方法(IDW-Upwind)研究了NACA0012翼型在马赫数为0.2的气流中进行非周期插入运动时表面压力系数随时间的变化。计算的表面压力系数与流场中的前缘和后缘涡相关联。

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76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
76M15型 边界元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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