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多重网格法及其在回流流动计算中的应用.pdf
文章编号： （ ） 1000 - 9779 2001 02 - 0057 - 05 多重网格法及其在回流流动计算中的应用 ， 1 2 1 2 蒋昌波 ，刘晓平 ，白玉川 （ 长沙交通学院河海工程系，湖南 长沙 ； 1. 410076 2 . 天津大学 河流海岸工程泥沙研究室，天津 300072 ） 摘 要：结合多重网格方法，采用同位网格体系的有限体积法建立了二维不可压缩流动的 - 紊流数值模型，对流项和扩散项均采用中心差分格式离散，流速、压力采用通用的 ! 压力校正方法求解，代数方程组则利用强隐式方法 求解。对空腔流和突扩流两种 SIMPLE SIP 典型回流流动进行模拟，证明了所建立模型的有效性和可信性。 关键词：多重网格法；紊流模型；回流 中图分类号： 文献标识码： ! Tv131.4 A 工程实践中经常会遇到一些复杂的流动现象，如空腔流、突扩流等，这种情况下会产生很强的回流 ［］ 1 流动，准确预测它们的流动特性是非常重要的 。一般来说，通过数值求解N - S 方程，精度很大程度 上取决于计算网格尺度的大小，但在网格较密的情况下，最常用的迭代法如 、 等方法速 Guass-SedieI SOR 度较慢，加速求解代数方程组是一个十分重要的问题。多重网格法是近几年发展起来的一种加速收敛 ［ ］ 的方法，已应用于一些学科和工程技术问题中，在计算流体力学中的应用工作也在逐步展开2 ~ 4 。 多重网格法的基本思想是：首先将计算网格划分比较粗，在较短的时间里就可以得到一个初步解， 然后再加密网格，其初值从粗网格的计算结果插值获得，插值过程所产生的误差则通过某种滤波方法消 除，从而达到减少迭代计算时间的目的。本文结合多重网格方法，采用有限体积法建立了二维不可压缩 流动的 - 紊流数值模型，并对空腔流和突扩流两种典型回流流动进行模拟。 ! ! 数值模型 ! . ! 基本控制方程 不可压缩流动Navier - Stokes 方程，写成矢量形式如下： u j （） = 0 1
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