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对不可压Navier-Stokes(N-S)方程组的数值计算一直是计算流体力学的研究热点之一,在科研人员的不懈努力下,已经发展出许多求解N-S方程组的高效、稳定的数值方法,基于高精度紧致格式的多重网格方法就是其中之一.但这些数值方法几乎都是在均匀网格上实施的,关于N-S方程组非均匀网格上的高精度紧致格式和多重网格方法的报道还非常少见。
本文在已有的定常对流扩散方程非均匀网格高精度紧致差分格式的基础上,进一步构造了二维定常涡量-速度形式N-S方程组非均匀网格上的高阶紧致差分格式,并结合已有的非均匀网格上的多重网格方法,求解差分格式离散所得到的代数方程组.数值结果显示,当用非均匀网格上的高精度紧致差分格式求解大梯度或边界层问题时,计算精度往往比均匀网格的高精度紧致差分格式高一个数量级,而且现有的多重网格方法加快了传统迭代法求解代数方程组时的收敛速度,充分显示出非均匀网格方法求解边界层问题的明显优势。
在本文最后针对经典的驱动方腔问题进行了数值模拟,计算结果与文献中的基准解吻合得比较好,从而验证了本文数值方法的精确性和有效性。