[發明專利]一種高精度間斷Galerkin人工粘性激波捕捉方法

有效

• 申請號: 201711443613.2
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108197367B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 趙輝;馬明生;吳曉軍;張耀冰;陳江濤;劉偉;張培紅;龔小權;楊悅悅
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心計算空氣動力研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F17/11
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 沈強

1.一種基于流場通量階躍的高精度間斷Galerkin人工粘性激波捕捉方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：建立高精度DG框架，包括網格剖分、Euler控制方程、有限元方法中的基函數、測試函數、Gauss積分點的信息；

所述步驟一中，建立高精度DG框架包括以下步驟：

步驟101：采用非結構網格對計算區域進行網格剖分；

步驟102：構建微分形式下的Euler方程；

步驟103：選擇Taylor基作為基函數和測試函數，流場中的守恒量采用基函數的線性組合表示，計算不同類型網格下的體積分Gauss積分點和面積分Gauss積分點，并在內存中進行存儲備用；

步驟104：將守恒量的線性組合帶入微分形式下的Euler控制方程，并對方程進行積分，然后在方程兩邊同時乘以基函數，利用格林高斯公式，得到弱形勢下的DG求解方程；

步驟二：以單元交界面上的通量階躍為基礎構造單元內的人工粘性系數；

所述步驟二中，以單元交界面上的通量階躍為基礎構造單元內的的人工粘性系數包括以下步驟：

步驟201：選擇拉普拉斯人工粘性模型，帶入微分形式下Euler方程并重復高精度DG框架建立的步驟三和步驟四得到包含人工粘性項的DG求解方程；

步驟202：對人工粘性系數進行重新構造，選擇單元交界面處守恒變量的階躍以及守恒變量的平均值進行線性組合，構造交界面處的中間階躍；

步驟203：將步驟202中得到的中間階躍量在單元交界面處進行積分，然后積分量除以單元的總面積，得到單元體內階躍量的分布；

步驟204：利用單元體內的階躍分布和單元體心處的壓力梯度，經驗參數以及本地網格單元的參考尺度，三者相乘，然后除以單元體心處的壓力，從而構造出單元內的人工粘性系數；

步驟三：將人工粘性系數帶入到Euler控制方程，求解得到仿真計算結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于流場通量階躍的高精度間斷Galerkin人工粘性激波捕捉方法，其特征在于所述步驟101中，對于二維計算域，剖分的網格類型包括三角形和四邊形，對于三維計算域，剖分的網格類型包含四面體、六面體、三棱柱和金字塔外形。

3.根據權利要求1所述的一種基于流場通量階躍的高精度間斷Galerkin人工粘性激波捕捉方法，其特征在于將步驟204中計算出的人工粘性系數帶入到包含人工粘性項的DG求解方程，對DG求解方程進行離散，通過迭代計算求解控制方程，得到仿真的氣動結果和流場。