一种含运动固壁超声速流动的Descartes网格算法

计算物理 ›› 2009, Vol. 26 ›› Issue (4): 517-526.

一种含运动固壁超声速流动的Descartes网格算法

王强¹, 胡湘渝², 姜宗林³

1. 中国航天空气动力技术研究院, 北京 100074;
2. 慕尼黑工业大学机械工程学院, 加兴 85748;
3. 中国科学院力学研究所高温气体动力学重点实验室, 北京 100080

收稿日期:2008-11-13 修回日期:2009-01-17 出版日期:2009-07-25 发布日期:2009-07-25
作者简介:王强(1967-),男,安徽桐城,研究员,博士生导师,理学博士,从事流动稳定性理论及数值研究.

A Cartesian Mesh Algorithm for Supersonic Flows Around Arbitrary Moving Bodies

WANG Qiang¹, HU Xiangyu², JIANG Zonglin³

1. China Academy of Aerospace Aerodynamics, Beijing 100074, China;
2. School of Mechanical Engineering, Technical University of Munich, 85748 Garching, Germany;
3. LHD, Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China

Received:2008-11-13 Revised:2009-01-17 Online:2009-07-25 Published:2009-07-25

摘要/Abstract

摘要： 提出一种Descartes网格算法,用于数值求解含任意复杂及运动固壁的超声速流动问题.采用位标集函数确定和跟踪流-固界面.引入虚网格技术处理流-固边界条件,并沿法向和切向分别进行计算.该算法简单、稳健,可与高阶有限差分格式并用.选取一组一维/二维静止或运动物体绕流算例,验证其有效性.

关键词: 流-固界面, Descartes网格, 运动边界, 位标集, 激波

Abstract: A Cartesian mesh algorithm is developed for numerical solution of supersonic flows with arbitrarily complex and moving solid boundaries.The method defines and tracks fluid-solid interfaces with a level set function. Fluid-solid boundary condition is dealed with a ghost cell technique and is calculated separately in normal and tangential directions.The method proposed is simple,robust,and can work with high-order finite difference schemes.To validate the scheme,one-and two-dimensional numerical examples involving static or moving boundaries are included.

Key words: fluid-solid interface, Cartesian mesh, moving boundary, level set, shock wave

中图分类号:

V211.3

王强, 胡湘渝, 姜宗林. 一种含运动固壁超声速流动的Descartes网格算法[J]. 计算物理, 2009, 26(4): 517-526.

WANG Qiang, HU Xiangyu, JIANG Zonglin. A Cartesian Mesh Algorithm for Supersonic Flows Around Arbitrary Moving Bodies[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2009, 26(4): 517-526.

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