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第42卷第19期山西建筑Vol.42No.19

2016年7月SHANXIARCHITECTUREJul.2016•211•

•机械与设备•

文章编号：1009-6825(2016)19-0211-02

基于耦合Lagrangian-Eulerian算法的流体机械数值模拟

安建彬1张超陶婷2

(1.中国建筑设计咨询有限公司，北京100120;2.锦州锦恒汽车安全系统有限公司，辽宁锦州121000)

摘要:采用賴合的Lagrangian-Eulerian算法，对流体机械旋转工况进行数值模拟,计算结果表明，液位在叶片扰动之后的瞬时分

布与实际情况基本相符，可以准确的计算流动对叶片的作用压力，可同时用于校核旋转工况下的叶片强度。

关键词:賴合Lagrangian-Eulerian算法，叶片装置，初始液位，网格模型

中图分类号:TH113文献标识码:A

高速旋转的流体机械对叶片及承联装置的强度要求较高，能

否准确模拟遭受高速扰动流体的散状碎化行为，对叶片装置的强

度计算至关重要，这一现象可表征为复杂的流固耦合问题。流固

耦合问题的求解算法根据求解场域方程耦合与否可分为两大类

型，魏鹏、史勇杰等人[1]结合计算流体力学和粘性涡方法，发展了

一套适合旋翼润流场分析的稱合Lagrangian-Eulerian算法，对尾

迹影响明显的悬停状态进行了数值模拟。李保卫、苍大强等人[2]

在Lagrangian-Eulerian算法的框架下，利用有限元体积法对非定

态三维可压缩流体流动问题给予研究，开发了一般网络下的通用

计算程序，适用于运动边界条件下的流体流动分析。本文采用親合

的Lagrangian-Eulerian算法，对六片叶轮旋转涉水工况进行数值模

拟，可以准确的反映高速旋转条件下液体与壁面的互相作用。

1耦合的Lagrangian-Eulerian算法Edit

状态变量在欧拉网格间采用对流方式进行传递，对流方式为

二阶方法，假设变量在上一单元内呈线性分布。为了构造这样的Type^Materia!asssgarrient

Step;Imtial

线性分布，需要由中间单元及其两边单元的常数积分点构造二次

.Vobmefractsons

插值函数。通过对这个二次函数在中间单元的积分点求导，就给

：DeSnjtions#UfijfonnffiscreSiefields,

出了一个试探性线性分布函数。这个试探函数在中间单元要满

RegionDrstmftgl-l-L

足其最值斜率在两边单元初始斜率的范围内。这一过程称为“流

量限制（fluxlimiting)”，它保证了该对流模型的单调性。

2数值模型：WK®nthesamereg?o«isspeckedmore^

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