提出一种液舱横荡数值模拟的方法,将气液两相交界面视为物理间断,通过高阶精度离散格式捕捉间断.根据NVD(Normalized Variable Diagram)实现非结构化网格上高精度离散格式,建立固定网格上自由表面运动模拟方法.在开发的非结构网格有限体积法求解器GTEA(General Transport Equation Analyzer)基础上,实现上述方法.首先对经典的溃坝过程进行模拟,并与文献结果对比验证方法和程序的可信度.对二维矩形液舱在不同激振频率时的横荡进行数值计算,并与实验以及商业软件CFX计算结果进行比较.结果表明方法和软件可以模拟自由面的翻卷、破碎运动现象,对距自由面较深点处流体载荷的计算结果与实验值符合较好,与商业软件CFX相比,在相同计算网格下,算法可以更好的计算次峰值,验证方法正确可行.

提出一种基于非结构网格颗粒追踪的改进算法.在已有算法的基础上,发展适用于包含任意多边形单元界面的混合网格算法,对不共面的空间多边形界面进行虚拟三角化,实现基于任意混合网格的拉格朗日追踪.数值试验证明方法可行可靠.通过对固定容器内喷入的不同数量颗粒进行追踪的数值测试及与文献对比,显示算法高效,在颗粒数为10000时,效率提高约47%.

用CGNS API(CFD General Notation System Application Programming Interface)作为非结构混合网格求解器的前处理和后处理,用FVM(Finite Volume Method)作为偏微分方程求解目的.在前处理过程中,用hash表法对内部网格面和边界网格面进行编号,并计算出相应的几何信息,以满足FVM求解器的需要.从FVM求解器计算出来的各种场信息可以写入原来的CGNS文件,该文件可以被许多专业商业后处理软件(如Tecplot,Fluent,CFX等)读取和进行可视化;对于求解器,用基于网格中心的FVM及SIMPLEC(Semi Implicit Method for Pressure LinkedEquation Consistent)目的求解压力速度耦合.最后给出两个说明算例.