[發(fā)明專利]一種可壓/不可壓混合流動的高效擾動域推進(jìn)方法

在審

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• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN115017604A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣崇文;林宏淵;胡姝瑤;高振勛;許晨豪
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京天匯航智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11987
• 代理人: 高永

1.一種可壓/不可壓混合流動的高效擾動域推進(jìn)方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1數(shù)據(jù)讀入與流場初始化；

S2根據(jù)所述流場初始化的方式，建立初始動態(tài)計算域，其中，動態(tài)計算域包括對流動態(tài)域和粘性動態(tài)域；

S3在所述動態(tài)計算域內(nèi)，求解可壓縮納維-斯托克斯方程當(dāng)前時間步的殘差，并進(jìn)行時間積分迭代求解網(wǎng)格參數(shù)；

S4基于S3得到的殘差和網(wǎng)格參數(shù)，對所述動態(tài)計算域進(jìn)行更新；

S5判斷全局殘差是否小于給定收斂殘差閾值，若是，則計算完成并執(zhí)行S6，若否，則返回S3；

S6輸出計算所得網(wǎng)格參數(shù)的值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效擾動域更新方法，其特征在于，所述S1，包括：

讀入計算網(wǎng)格、邊界條件、網(wǎng)格參數(shù)和計算設(shè)置；

基于所述網(wǎng)格參數(shù)，根據(jù)來流條件或給定流場進(jìn)行所述流場初始化，確定計算前還未定義邊界和域的物理量初值以及所選物理模型中公式參數(shù)，其中，物理模型中公式參數(shù)包括氣體常數(shù)，粘性系數(shù)，湍流模型系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效擾動域更新方法，其特征在于，所述S2，包括：

當(dāng)根據(jù)所述來流條件初始化時，所有網(wǎng)格參數(shù)設(shè)定為來流參數(shù)，依據(jù)壁面條件建立所述對流動態(tài)域，同時僅取緊鄰壁面的1層網(wǎng)格單元作為初始粘性動態(tài)域；

當(dāng)根據(jù)給定流場初始化時，所有網(wǎng)格參數(shù)按照給定流場設(shè)置，依據(jù)所述給定流場與來流的差異建立所述粘性動態(tài)域，與來流流動特性不符的網(wǎng)格單元作為初始對流動態(tài)域，并選取對流動態(tài)域中的粘性主導(dǎo)網(wǎng)格單元作為粘性動態(tài)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效擾動域更新方法,其特征在于，所述S3，包括：

基于流場初始化給定的所有網(wǎng)格參數(shù)，求解可壓縮納維-斯托克斯方程，并選擇預(yù)處理后的Roe格式，計算對流通量，獲得當(dāng)前時間步的殘差；

基于所述殘差結(jié)果，進(jìn)行時間積分迭代求解，更新獲得當(dāng)前時間步的網(wǎng)格參數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效擾動域更新方法，其特征在于，所述S4，包括：

基于當(dāng)前時間步的網(wǎng)格參數(shù)，根據(jù)預(yù)處理后的速度和聲速，判斷對流動態(tài)域是否需要增大，再結(jié)合殘差的收斂情況，判斷對流動態(tài)域是否需要減少；

判斷當(dāng)前網(wǎng)格單元是否受粘性效應(yīng)主導(dǎo)，若受粘性單元主導(dǎo)，則將所述當(dāng)前網(wǎng)格單元所有緊鄰網(wǎng)格單元增加至粘性動態(tài)域，若不受粘性單元主導(dǎo)，則將當(dāng)前網(wǎng)格單元從粘性動態(tài)域中刪除。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效擾動域更新方法，其特征在于，所述S4中所述對流動態(tài)域的增大與減小，具體包括：

通過衡量S3中計算得到的網(wǎng)格參數(shù)更新量，判斷當(dāng)前網(wǎng)格單元是否受到無粘擾動，若受到無粘擾動，確定會受影響的緊鄰網(wǎng)格單元，對于處于亞聲速流動的單元，所有緊鄰網(wǎng)格單元都會受到擾動的影響，將所有緊鄰網(wǎng)格單元加入到對流動態(tài)域中；對于處于超聲速流動的單元，則根據(jù)對流通量的特征值確定擾動的傳播方向，將傳播方向下游的網(wǎng)格單元加入對流動態(tài)域中；

判斷所述當(dāng)前網(wǎng)格單元是否已收斂，若收斂，則判斷所述當(dāng)前網(wǎng)格單元是否位于所述對流動態(tài)域的最上游，若已位于最上游，則判斷所述對流動態(tài)域中其他網(wǎng)格單元是否不再對所述當(dāng)前網(wǎng)格單元產(chǎn)生影響，若其他網(wǎng)格單元不再對所述當(dāng)前網(wǎng)格單元產(chǎn)生影響，則從所述對流動態(tài)域中刪除當(dāng)前網(wǎng)格單元。