交错网格上应用有限谱与QUICK法计算方腔流动.pdfVIP

2003空气动力学前沿研究论文集 交错网格上应用有限谱和QUICK 法计算方腔流动 李廷文1 王健平2·3武本行正3 (1北京大学力学与工程科学系，北京100871；2．北京大学环境学院，北京100871 3日本四日市大学环境情报学部，日本512—8512) 摘要本文应用有限谱法和QUICK法，在交错网格上对驱动方腔流进行计算，求解 了多种高雷诺数情况。并将所得的结果同已有的文献数据进行对比，发现两者十分 吻合。 关键词方腔流有限谱法QUICK法 1前言 谱方法是流体力学数值模拟的基本方法之一，在过去30年中取得了巨大的发展。它具有 收敛速度快，无相位误差的优点，并且具有谱展开的性质。这些特点使之被广泛应用到多重尺 度和高精度的计算中。但是，因为谱方法固有的全域性，导致其应用范围受到很大限制。而王 健平提出的有限谱方法[11(FiniteMethod)是一种局域谱方法，它在继承传统谱方法优 Spectral 点的同时，摒弃了其局限。有限谱方法在与NND、ENO等经典格式的结合中获得一系列的成 功L2，…，并扩展到时间方向上的数值格式”J。 Flow)是计算流体力学中的一个经典算例，被广泛于对新计算方法的检验。 方腔流(Cavity 000， 本文综合应用有限谱法和QUICK法_5j，在交错网格上求解驱动方腔流动，对雷诺数为1 5000，10000，20000等情况进行求解，并与已有结果进行比较。 2控制方程和边界条件 方腔流问题大体如图1所示，其中壁面为单位长度，当流动达稳定时是定态问题。无量纲 化后，对二维的不可压缩流动采用涡量一流函数方法，则方腔流问题的控制方程可以表示为： 百写+百百2一E寮+鬻一} L1’(1) (2) 毫(“f)+毒(”})=去(爱+篝) 其中口为流函数，满足罂=一。，等=“，}为涡量函数，满足 ，：旦型一亟 ’az o 3y 存4个仂界r的曲界条件为． 图1方腔流动示意图 交错网格上应用有限谱和QUICK洼计算方腔流动 363 z=呲=o，罢=0； y=o，尘=o，警=吣=1，尘=o，警=吣=1，口=o，警=1。 - ■ ● - _ 3坐标变换与网格生成 ● ● ● ● ● 。 1 _ _ 对于雷诺数较低的情况，可采用均匀网格对计算区 。 ● ● ●