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气动光学效应湍流脉动模型系数修正

潘宏禄, 李俊红, 程晓丽, 马汉东

计算物理 2018, 35 (2): 194-204. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7603

摘要（390）

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PDF （13427KB）（1202）

以光学窗口的气动光学效应研究为背景，研究影响光学传输预测的流场湍流脉动量预测.选取平板、压缩拐角、凹腔流动模型，采用大涡模拟（LES）方法研究超声速湍流脉动工程预测模型的系数修正.结果表明：LES方法能够获得无激波干扰、强激波干扰及底部大分离条件下，湍流密度脉动的定量分布，并据此给出脉动工程模型的系数修正，结果已经应用于型号飞行器的光学窗口气动光学效应预测.

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可压缩混合层气动光学效应研究

史可天, 马汉东

计算物理 2010, 27 (1): 65-72.

摘要（298）

PDF （612KB）（1259）

建立具有普适性的流场光学传输效应计算方法,针对脉动流场的光学传输计算方法可以预测空间非均匀分布的脉动流场引起的光学传输效应.以高阶紧致差分格式求解三维可压缩滤波N-S方程,对可压缩混合层流动进行空间模式的大涡数值模拟,得到流动失稳转捩直至完全湍流的空间发展全过程,采用时间模式的直接数值模拟进行对比验证.分析流动不同阶段对光学传输效应的影响,初步讨论流场特性与光学传输效应之间的联系,计算结果表明,在转捩区域流场引起的成像畸变最为严重.

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压缩拐角激波/湍流边界层干扰特性分析

潘宏禄, 马汉东, 王强

计算物理 2008, 25 (5): 549-554.

摘要（317）

PDF （543KB）（1400）

用大涡模拟方法对Mach数3.0下的压缩拐角激波/湍流边界层干扰问题进行数值研究.对拐角上游平板区域边界层转捩及湍流进行模拟,设定平板区域长度,使得转捩过程于平板区域发生并充分完成,从而在拐角处产生激波/湍流边界层相互干扰,研究激波/湍流边界层的作用机理.研究表明:流场能够在非定常扰动激励下迅速转捩,并于平板区发展为完全湍流;湍流边界层与激波相互作用过程中,拐角附近分离区较层流情况明显减小;展向不同区域分离区大小差异较大,局部区域分离现象消失.

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任意马赫数非定常流动数值模拟的统一算法

欧平, 马汉东, 汪翼云

计算物理 2007, 24 (2): 166-170.

摘要（222）

PDF （303KB）（1195）

发展适用于从低速到高速任意马赫数非定常流动数值模拟的统一算法.通过引入一个伪时间导数项和一个新的预处理矩阵,得到双时间非定常预处理可压缩Navier-Stokes方程.方程的对流项采用三阶Roe通量近似差分格式离散,粘性项采用二阶中心差分格式离散.基于数值通量的线性化技术,实现伪时间步的隐式ADI-LU格式迭代,进而获得物理时间步的二阶推进精度.重点以低马赫数流动为例,求解了圆柱绕流和NACA0015翼型等速上仰动态失速问题.计算结果表明该统一算法能够较好地模拟低马赫数乃至任意马赫数非定常流动.

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物体穿越激波非定常流场的统一分区加强解

江娟, 周伟江, 马汉东

计算物理 2003, 20 (4): 315-320.

摘要（231）

PDF （248KB）（1031）

用数值方法求解非定常可压缩Navier Stokes方程,模拟了物体以超音速穿越与之同向运动激波及逆向运动激波的全过程.为确保数值模拟中的激波和物体的相对运动有足够的网格分辨率,使用了统一分区加强解算法,详细给出了追击穿越和碰撞穿越的流场结构和气动力,并且通过和单区结果的对比,说明统一分区加强解算法是一种处理复杂几何外形和提高网格分辨率的简单有效方法.

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非定常喷流有限差分方法数值试验

马汉东, 袁宏生

计算物理 2001, 18 (4): 377-380.

摘要（246）

PDF （209KB）（1064）

以欠膨胀自由喷流初期流动为例,采用Euler方程和Beam Warming TVD有限差分格式,对比分析了Beam WarmingAF方法,隐式亚迭代方法和简化Runge Kutta五步格式的非定常流场描述能力,结果表明:(1)隐式近似因式分解方法基本上可以描述非定常流动现象;(2)隐式亚迭代一阶时间精度格式会导致流场结构的变化,其精度可能是不足的;(3)隐式亚迭代二阶时间精度与简化Runge Kutta五步格式的计算结果一致,可以认为是计算非定常问题的适当方法.

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弹体级间分离流场特性的数值模拟研究

周伟江, 白鹏, 马汉东

计算物理 2000, 17 (5): 532-536.

摘要（242）

PDF （140KB）（1257）

用数值方法模拟了超声速弹体级间分离流场,给出了不同级间距离时几种典型的流场结构,两类典型的流态与实验观察一致。级间距离较小时,级间区为死水区,前体阻力为负,出现典型的"后体效应"现象;距离较大时,内外流之间出现很复杂的干扰波系,一定的分离距离后,后体前缘分离流动区前出现正激波,后体的干扰基本被隔绝。

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有变高度圆柱干扰的平板表面流谱拓扑结构

马汉东, 周伟江

计算物理 2000, 17 (4): 355-359.

摘要（316）

PDF （227KB）（1187）

采用分区方法和Roe三阶流通量差分分裂格式数值求解雷诺平均N-S方程,湍流附加粘性系数由修正的Baldwin-Lomax模型计算,数值模拟了高超声速绕变高度圆柱流动,进而根据拓扑学理论给出了有变高度圆柱干扰的平板表面流谱拓扑结构,并结合对称截面流谱进行了简要的分析与探讨,指出了需要进一步深入研究的问题。

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简化流通量分裂算法研究

马汉东, 吴礼义, 李素循

计算物理 1997, 14 (S1): 528-529,531.

摘要（267）

PDF （150KB）（956）

针对Steger-Warming流通矢量分裂格式和其修正格式所构成的混合格式进行了研究,引入压差放大因子,使其对于有粘激波流场分辨能力有所提高,同时采用一种特殊分裂方法以简化矩阵运算。利用该方法研究了三种超声速流场:(1)平面激波反射问题;(2)超声速边界层流动;(3)高超声速压缩拐角流动。

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隐式TVD有限差分算法区域分裂并行实现

王强, 马汉东, 汪翼云

计算物理 1996, 13 (4): 410-414.

摘要（245）

PDF （213KB）（1049）

借助静态非重叠离散区域分裂法,研究了Harten-Yee隐式TVD差分算法在MIMD多机系统上的并行实现问题。通过对超-超喷流流场的定常数值模拟,检验了相关并行处理的收敛性和稳定性,并得到了较好的并行参数

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S形扩张管道三维流场的数值模拟

马汉东, 李锋, 周伟江, 汪翼云

计算物理 1995, 12 (1): 37-40.

摘要（209）

PDF （278KB）（1045）

采用改进的Beam-Warirling格式离散完全Navier-Stokes方程数值模拟了矩形变截面S形扩张管道内部亚跨声速层流流动,给出了流场的细致结构,并与文献[1]的计算结果进行了比较.结果表明:流场基本特性一致,二次流则较为清晰合理.

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弹体尾部轴对称干扰流场数值模拟

周伟江, 马汉东

计算物理 1993, 10 (4): 422-428.

摘要（247）

PDF （761KB）（894）

绕弹体的超声速气流与发动机喷流相互作用,在尾部形成复杂的干扰流场。本文用有限差分法求解全N-S方程,对这一复杂流场进行了数值模拟,得到了实验观察到的各种流场结构及其随喷口压力比的变化规律。外流M_∞=1.94,R_e∞=2.2×10⁵,喷流M_j=3.0,喷口压力比p_j/p_∞分别为1.03,0.527,0.15三种。差分算法为一种改进的Beam-Warming格式。计算底部压力和激波在喷流中心的反射位置与实验数据进行了比较,吻合较好。

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隐式ENO格式及其在内流问题中的应用

马汉东, 马延文

计算物理 1992, 9 (2): 139-146.

摘要（240）

PDF （463KB）（931）

本文研究了文献[1]提出的隐式ENO格式,并对其隐式求解过程进行了改进,而且耦合以CSCM式的隐式特征边界处理。通过对超音速内流无粘流动(Euler方程)以及粘性流动(Navier-Stokes方程)的ENO格式数值解研究表明:改进后的格式是成功的,其稳定性好且节省内存。同时,本文也讨论了一些尚待进一步研究的问题。

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