无网格方法在跨音速、超音速流场数值模拟中的应用

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本文研究了求解Euler方程的无网格算法,并将其运用于跨音速、超音速流场的数值模拟。主要研究成果如下:(1)在计算区域离散方面,提出了基于阵面推进思想的空间布点方法。在具体编程实现时,采用双向环形链表作为数据结构,在对节点和阵面边的查找、插入和删除等操作上大大节约了机时,提高了布点效率。(2)基于空间离散点,构建点云。在点云内部,采用二次平方极小曲面逼近计算空间导数,进而利用HLLC的近似Riemann解求取数值通量。为提高激波分辨率,本文使用了通量限制方法,并获得了良好的计算效果。同时,本文采用了四步龙格——库塔方法进行时间推进计算。(3)为了验证本文所述无网格方法的精度和稳定性,对Riemann问题、Emery问题等进行了数值模拟,获得了令人满意的计算结果。在此基础上,本文将该方法应用于高速飞行试验弹丸流场的数值模拟,所得到的计算结果与实验照片吻合得较好。随后,本文分别对NACA0012翼型跨音速绕流,平行NACA0012双翼跨音速、超音速绕流进行了数值模拟。通过对计算结果的分析,再次证明了本文的无网格算法具有较高的精度、较好的稳定性以及较强的捕捉激波能力。
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