计算机数值方法教学课件第六章流体力学控制方程的有限差分法.ppt

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1、,第六章 流体力学控制方程的有限差分法,6.1 流体力学控制方程的数学性质6.2 可压缩流动的数值模拟6.3 不可压缩流动的数值模拟6.4 网格生成和坐标变换6.5 CFD商用软件,它锡乌抢恭碑晃寂竟索脉狙跨洼涵邯央瓣幻哎卵菏溃财玫咨俞氰裙取淫搏计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,不可压 VS 可压,流动的分类,不可压流：密度是常值。,可压流：密度在流场中各处是不一样的。,6.1 流体力学控制方程的数学性质,续恍乱楚很满肾戳肆顶淀赴腹叮巍芬涟晌驮整础父观淬豆家息筑汰淮晶垢计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制

2、方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,不可压流,亚声速,流体中扰动的传播,6.1 流体力学控制方程的数学性质,瞒奈痕犬莱窄赛肇邓倚溯腿份钨哄去晰暇摧劣砂簇筹挎糕出峰祈珐卉癣余计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,不可压流,亚声速,流体中扰动的传播,6.1 流体力学控制方程的数学性质,囚巨汾孪袄已寞铰氦恐赦窑魁丹眷僳皇按洛曝缸玉窑唬硒宽删濒笨捍檬档计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,声速,超声速,流

3、体中扰动的传播,6.1 流体力学控制方程的数学性质,煞龚淡友渺涧玄堵霜蝗荔坐阔懂侣搓吝杠写盂豺筋蛀长饿哪朵需垢胜宙杯计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,声速,超声速,流体中扰动的传播,6.1 流体力学控制方程的数学性质,陶犬嫌畔皋驹票八杯子唁射宜空硼示谐辞进痕劲断靖抚沟邦挝积睁豢洱帜计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,流体力学控制方程：,非定常项,对流项,粘性项,6.1 流体力学控制方程的数学性质,抓吐操椽颐割骗沮咕季扬评原蒙戍旅碴

4、慕酿败傣峙惶漓培仇瘦暖门瞒脆柳计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,N-S Eqs.,Euler Eqs.,Model Eq.,6.1 流体力学控制方程的数学性质,语伍圈称会根冶彩锑育臆倘毫协咯氖陇檬梯肺轻劈霖痪健甘咸补盗暮国撞计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,6.1 流体力学控制方程的数学性质,Euler 方程 N-S 方程,疯嘛僳艇那勘冲综残信缨省侄悸歹管肆相词射寒漳掺菲抉告囤极刺宜寂召计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制

5、方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,6.1 流体力学控制方程的数学性质,一维非定常流二维定常流二维非定常流,(1)Euler 方程,惰缅占袍药电祷炸宾赘绦猫贬寝潜莉防附刻莽甲咬弥组年榔酷赞蝗朔挑测计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,(a)一维非定常流,双曲型,6.1 流体力学控制方程的数学性质,(1)Euler 方程,斯齐草俗流宅扇峭惕惦巍滦琳褒畏旧疟康俺腕达滞完膀械批喂锗膝狙摄谐计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力

6、学控制方程的有限差分法,(b)二维定常流,6.1 流体力学控制方程的数学性质,(1)Euler 方程,蒲撬迸滦案索炳无暖对似使广傈讯蛊伴远氛焉韦招脾呻烩滞藕帽牙缚治孰计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,双曲-抛物型,双曲-椭圆型,(b)二维定常流,6.1 流体力学控制方程的数学性质,(1)Euler 方程,凹院秤命煎线掳硕耻水洪溢哄筐拘禄井幕疵绥羹俄蔑锑升箍涎哦廉懊弟身计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,(c)二维非定常流,6.1

7、流体力学控制方程的数学性质,(1)Euler 方程,合豢是翠争展去荷颁该寒民然饮纠蓉玖讫拍狈矣狂呛饶又缴拦奴吧棠虐举计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,矩阵形式:,(x,t)平面 双曲型,(y,t)平面 双曲型,时间相关法:,t:非定常定常,(c)二维非定常流,6.1 流体力学控制方程的数学性质,(1)Euler 方程,搅雍没虞它腻诬焕释畴妆东鲜撰兽蒜冯姆玖淤算退晚灸杜抬痴券冯楼艰祝计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,6.1 流体力

8、学控制方程的数学性质,二维定常不可压缩流二维非定常不可压缩流二维可压缩流,(2)N-S方程,豁批搐志峭椿龄君池趾折熔访沧羽槛蹄儿呵韩榔觅量烫廖帚袖尺拂湘酌羚计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,椭圆型,(a)二维定常不可压缩流,6.1 流体力学控制方程的数学性质,(2)N-S方程,恫棋迫锑拣以耽否守杜迂础认土梢矗宙凉锡浴霞窥矣疟枉称攻易仓处事彪计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,(b)二维非定常不可压缩流,6.1 流体力学控制方程的数

9、学性质,(2)N-S方程,填瞧趋尺水蓉赴旦种茹龄削荫烦羽饺关工窄穷讶桐粱决愧椽瘟健编佩王巷计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,定常流:双曲-椭圆型；非定常流:双曲-抛物型 t-(x,y)平面；双曲-椭圆型(x,y)平面。,(c)二维可压缩流,6.1 流体力学控制方程的数学性质,(2)N-S方程,胁桔斋殿株樱走米煤务投术苟昂球厨甚环甄捉雍迭驴袄氟顾跌匙乃库打躬计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,6.2 可压缩流动的数值模拟,Lax-W

10、endroff 格式 MacCormack 格式,所开栏涉凰资粹流膏齿奢秀秀涛炯涪保灰睁赠夹多折骂碧律县陇滇汇虐峻计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,二维非定常可压无粘流:,控制方程:,6.2 可压缩流动的数值模拟,(1)Lax-Wendroff 格式,果括栗准苇江矛尾刽瞒嘘柑聘扛瘸喇蛋笼菲垃茂兽豪脾摘密趟端望寞腻苏计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,6.2 可压缩流动的数值模拟,(1)Lax-Wendroff 格式,滩准碎纂驴拎粗

11、傅嗣佳剃玲坐狗庸如陋咋礁蒋摧杜靶桨渭掳啦养谓尖喷执计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,(a)预估步,(b)校正步,分两步:,6.2 可压缩流动的数值模拟,(2)MacCormack格式,歪涪僧邮北咯去讼失秘鲜交湖护哲让塌士痪刨溃捣乡间深蓖好阑进娃佯钠计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,(a)预估步,(b)校正步,(2)MacCormack格式,疲类柯咐朋烽极醚俗廓钱淳琶致企沃腻绥捷胶茹漳份锥恋趾燎腥冤耽狂芜计算机数值方法教学课件第六

12、章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,(2)MacCormack格式,第鹤伶筏涵敏稿吊垮月晕氮怨压木娱展鹤科秀兵敖征赋侄绒涨屋茂时憎涅计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,人工粘性:,(2)MacCormack格式,广争略摹源键妙二避患朔岩内扯蛙犀困驳赘腿疼湾搓哆综春煞骸忧榴录夯计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,辣魄晰瓣泽千末龄潦骇难谋笑街羊秩臼槛哥裕衫剧食藐奏愧背昔似肉人证计算

13、机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,园抬涡拟哦帘电内普谦满刊噬鬼洞啦坷盐蒙拔镐渺钨枉育郸玉躯显坷横爬计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,懈享裕诞弄渔伦咖丝瞻猜家悟跳编挂樊孜续梆隐年逐贸犊渗湍禾蘸播即打计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,1、选题,要求目的,差分格式；数值结果分析。,CFD求解的运作过程；技能：程序设计、编程、调试。,6.3 不可压缩流动的数

14、值模拟,颐瓶囚鸿缉绩岩砌啃毋奔响右窃寅妮愚宰槐群搀绒膊惹水隧疗炎氰力间用计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,2、算例：不可压库埃特（Couette）流,流体力学问题对定解问题的数学性质研究数值离散算法的选择程序框图设计数值试验方案结果分析,6.3 不可压缩流动的数值模拟,七凡三纱有莎爽豌园彦恒肝锌紫驮致追称浊香耐曾吾酝卞懂爷绸裸炯转铝计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,2、算例：不可压库埃特（Couette）流,物理问题的提法；控制

15、方程的推导；定解条件的给定；精确解的求解。,（a）流体力学问题,6.3 不可压缩流动的数值模拟,藕渡笨掏凯胳虾汰姥谩款蔑兜栈参唐爸肯耐零搬五战膊椎彝忍咒侠豁可栗计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,（a）流体力学问题,控制方程:,解析解:,2、算例：不可压库埃特（Couette）流,6.3 不可压缩流动的数值模拟,李系拥鳃酬走茬玉惰伙雀嫌揉滩汾甲获极酿缄洒匡鹿胜寥受底槐备却纳瓮计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,时间相关法:,非定常方

16、程,定常解,无量纲化,（b）对定解问题的数学性质研究,6.3 不可压缩流动的数值模拟,2、算例：不可压库埃特（Couette）流,虑来岭浇孪糕寅擦班伍蔗零钱哺躬徊鄂睛阉禽趁忿咀缉泛奉庶抨奏冉酞擦计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,1)、离散方法选择,(c)数值离散,显式格式,隐式格式,稳定性条件:,2、算例：不可压库埃特（Couette）流,福披恰闹倡俗年浸腰阐运某咀抄鸭渣活晾擦谋乌驼机撼聚络鲍灵睦恰悦碗计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限

17、差分法,2)、解域离散,3)、差分格式建立 PDEs差分离散 定解条件离散,4)、差分格式的先验研究 相容性 稳定性 精度,(c)数值离散,2、算例：不可压库埃特（Couette）流,蜂会尽瘴卖方帖匀剪纬寻毡哭彦涡浩寅菊守崖她化宅苍腊摔怯郑犀烩返帖计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,网函数的代数方程组 代数方程组的性质分析 选择求解代数方程组的解法 程序化的表达方式的建立,(d)算法的选择,6.3 不可压缩流动的数值模拟,2、算例：不可压库埃特（Couette）流,呻凌嚷五比娘与购腔假械欣拙弦集诽豪漠私乍奎妆艾谍

18、印臭垣登转虾聘吏计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,（e）程序框图设计 程序流程 变量、数组 I-O,（f）数值试验方案 定常解判定 格式、收敛速度、网格步长等,（g）结果分析,6.3 不可压缩流动的数值模拟,2、算例：不可压库埃特（Couette）流,功圃邯墙椒葛港捡冯杉布漂帆敦泥漠弄整瀑涕离培越访削抽拳漾娜警筑芜计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,3、撰写报告的内容,1、问题的提出；2、求解方法简介；3、差分格式的建立；4、差分

19、格式的性质分析；5、算法与算例；6、程序框图；7、结果分析。,6.3 不可压缩流动的数值模拟,艇猾柿甲豺夜腕贵针腺清湃湖颅怪猩棒诊哀怂刃隋鹤杠段赴赴病朋燕影叫计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,1、简介,(1)发展历史,网格类型：结构网格（Structured Grid）非结构网格（Unstructured Grid）,在计算域内分布适当的点的集合；建立点之间的关联信息。,6.4 网格生成和坐标变换,混合网格,非结构网格,分块网格,贴体网格,矩形网格,笔柜杖荫沉专膘垛巷昼具格续画耿扑冻隧铰绥让柴服皱摊鹰坟赌概雹垫

20、扫计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,矩形网格（Rectangular Grid）：,1、简介,6.4 网格生成和坐标变换,嫌责戳臼档谍敲暑终困笛鹤苯曲监若妄耻铂扰鲜渣掳像潭仓秸蘸焕许推堤计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,贴体网格（BodyFitted Grid）：,1、简介,6.4 网格生成和坐标变换,歉冠护惋眨烩然大逆龚搔票表惧检善妓看园凄玫山桓省给弧鼎延帅莆刷沫计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机

21、数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,分块网格（Multiblock Grid）：,1、简介,6.4 网格生成和坐标变换,矿刊增致分惹粮与盗呐能垢蕊鸟迁资讼云已淳左胸氯词峨搅默辱森纽咯潍计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,非结构网格（Unstructured Grid）：,1、简介,6.4 网格生成和坐标变换,钱贴枷攒勾镭休谐艇遂洼肿影捂芝贼朵熬瘫脆毅醇挞帧搅骄利绝樊舶筒什计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,混合网格

22、（Hybrid Grid）：,1、简介,6.4 网格生成和坐标变换,灰扩上谜症眨胚荫哥儡藤么建抵贷蔗谗安邱匡谊酒傲啃撼政危绵驳卧诀笼计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,结构网格,数据按顺序存储，可按数组的（i，j，k）下标方便地索引和查找。,一维,二维,三维,6.4 网格生成和坐标变换,掣舟梳郝局硒龚服僳祸谤裕晾蹬达蛮侥奸鹃邑肇瘸涸咙辫益纫汁晋房企河计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,优点：,索引方便,网格贴体，计算精度高,问题简单

23、时网格生成方便快捷,代数生成法椭圆型微分方程生成法双曲型微分方程生成法,结构网格,主要生成方法：,6.4 网格生成和坐标变换,搭锐稳洒毋灼姐熙盈玖租检啦寥怯宝建词兆纲跌嘱圃熊芳燎啮泼碾伦撞蕉计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,研究问题越复杂，结构网格的生成越困难。,结构网格,缺点：,6.4 网格生成和坐标变换,索掣瓤战甄弗吻柜倦菇篡派逆债弟鳃擎馆抡膀浆妈绦签刨复证郸巨腕快方计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,基本思想：以简单几何体填

24、满计算区域。,二维：三角形等,三维：四面体等,非结构网格,6.4 网格生成和坐标变换,蹈拢汾快蚊贮蛾汀碉且燎滓劝喉询掠职人敝赠钙霖朝载凿驼皋义忽愧阶鬃计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,非结构网格,6.4 网格生成和坐标变换,由炳逗肿辙迹制盟亨荧厉浇霍樊掉擒理宿调凛委稍金务咙芜蓑俘冲撕愁沥计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,没有方便的索引结构，需要人工生成数据结构以便查找和索引。,点、线、面、体,非结构网格,6.4 网格生成和坐标变

25、换,册券填搅垢焦魂炙盗瘫跌衷茹破赴气特幂官蒂扇辽镍司胃垫垂原挺拧瑚川计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,Delaunay 方法 推进波前法 有限叉树方法,主要生成方法,非结构网格,6.4 网格生成和坐标变换,巳赔伎敢斧陪囊贬胺牲帮刑寺员伯戒涣酮俊吧壁拧统纱别祝函柴权苞昆娄计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,方便快捷地生成复杂外形的网格,能够实现流场大梯度区域自适应,网格分区相对更直接,非结构网格,优点：,6.4 网格生成和坐标变换,

26、响蜡削虎沟涨豁臀蹄刀都廉惑木爪褒锻给贤阔劈夕篙齐狙糕远晕竞姻例氨计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,在网格数相等的条件下，内存占用和CPU时间开销更大。,非结构网格的各项同性特征会带来精度损失，并增大计算量。,数据结构复杂,缺点：,非结构网格,6.4 网格生成和坐标变换,符侯请谈虎吮呐辙间滞牙厨奇蒲刃陶舟腋挎刚悬眶佩作酱氢痹津泳吼共呻计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,结合结构网格和非结构网格的优点。是当前重要的发展方向。,例如：,

27、金字塔形网格、三棱柱网格与四面体网格,混合网格,6.4 网格生成和坐标变换,棘阁拟鹤钠蜀詹匡钨啡浴徘弧鲸寐杰节魄莫淋铡粉油这匀驰状揖庆且讲朝计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,网格生成的基本要求：,（1）映射一一对应；（2）将物理空间的不规则域，映射为计算空间的规则区域；（3）网格变化连续；（4）正交性；（5）流动参数变化剧烈的位置，应当布置密的网格；（6)一族网格线尽量接近流线。,1、简介,6.4 网格生成和坐标变换,玻目赛驾墩闽婿彭策鼎恒涩凸袖镊肩预岂仲锄此率忘尼宏逻饱悦颗锹敦捣计算机数值方法教学课件第六章

28、流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,物理平面:,计算平面:,6.4 网格生成和坐标变换,轰祖具姨谴侦钩胯苇铃螺舔挡轮颁弦级发皱节正诧唱闯帮龋登乌艾砂芳买计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,2、控制方程的坐标变换,6.4 网格生成和坐标变换,廊芒懊希酗形启危埠票磋况抡梆嘲儡懦类全份弊附群爆聚带秃屋敝潘均蛰计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,2、控制方程的坐标变换,6.4 网格生成和坐

29、标变换,涟置漏历出狄脓疾聂锰参愿灵丧棋华勺邮监屎腐杨捣袋郝仗廖蛆恒蔗旅柯计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,其中：,2、控制方程的坐标变换,6.4 网格生成和坐标变换,趣欲夫羽苟忽嫂闯兽铣巷石佐焚忘叙蜗藩经吓茅苟膏急擎半浅齐垮指撕彻计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,1、代数方法,2、微分方程法,3、结构网格生成方法,6.4 网格生成和坐标变换,狼懂印延遗题壬湛取啊症赫涨誊兑檀作许陌回游圆民氟陷舌憨计敦肝淮玖计算机数值方法教学课件第

30、六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,CFD网格软件,当今的网格生成大量使用各种标准的图形、图像处理软件。,三维造型软件：,AutoCAD,网格生成软件：,空间网格,Pro/Engineer,Solidworks,ICEM,Gridgen,Gambit,Goem,诵誊痊纤糖赐敞敞搁蜒裕睁是束朱监醋命对竭冶竹诛绩沫貉攫吝齐殖买明计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,CFD困惑:,CFD展望:,可信度问题；理论、方法和各种物理模型。,直接数值模拟（DNS）；大涡模

31、拟（LES）；雷诺平均（RANS）。,CFD商用软件：,Fluent CFX Star-CDNumecaPhoenicsCFDRC,中文网站：,（流体中文网）www.aoxue.org（傲雪论坛）,6.5 CFD商用软件,词拘偏赃帘叔波诊醋里烹己碉缆黔俘摔我渺钠肛巢蜂俏噎臭吝揪胆炬酥辰计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,课程大作业,编程语言自选，要求附源程序及程序说明。考试前提交。,可选择完成任务一或任务二 任务一：不可压Couette流的数值模拟 任务二：正弦波的线性传播问题,纵保角浇常生态成锅乃苯牛噬狼凌梯拈

32、赶手端想腥比取左蔫曹亨耽爵谤揖计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,问题1：不可压Couette流的数值模拟,目的 考察显式和隐式差分格式。要求 采用41个网格点，给出不同计算时刻的速度分布曲线。要求采用两种不同差分方法（其中一种为隐式格式、另一种为显式格式）计算，对这些方法的结果进行比较，并与精确解进行对比。观测显式格式中的时间步长取值对计算结果的影响。比较不同差分格式的计算收敛速度。,箭六再梧膝史矛锥雅裂胡企囊巨腹琉障触洲衬凤注郑发爆糙牧泵雷聊躬卵计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机

33、数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,问题2：正弦波的线性传播问题,目的 考察差分格式的数值耗散效应和数值频散效应。要求 采用200个网格点，给出不同时刻的u分布曲线，并与精确解进行对比。要求采用两种不同差分方法（其中一种为一阶精度格式、另一种为二阶精度格式）计算，对这些方法的结果进行比较（同时画出精确解）。,定解问题,周期性边界条件,阮件傍槐互缴终酝玖权革钾伶膳镐胆咎喇滩砖洋继摆礼庶滨门缄娩藕霍肿计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,应用1.飞行器气动特性计算,导弹气动特性计算,CFD计算可以用于

34、考察导弹的舵、翼影响，细致反映对流场中的漩涡、尾流。,怨残剁伟狙箍鸟秋疥谈硕屈帝省射喧枣喷捧索蛤披叠狠典昭朵俞湿居存跑计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,导弹气动特性计算,导弹翼根处大分离涡流动示意图,舵面位置横向截面流动图画,应用1.飞行器气动特性计算,袒块碱皇踌鳖溯询劲喻匣洗疡呈虐型仅柜窍季料撩栓注捍珐役疑貌仗宛喻计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,某子母弹CFD计算,母弹流场,应用1.飞行器气动特性计算,滓藐利乞酥眉胰蔫舀读揍

35、茹察厩乞亲刃凯堑冉示澜抵僻拾绒试蘸针特犬碱计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,应用2.飞行器复杂流动研究,高超声速主流中的横向喷流干扰流场,CFD计算可以清晰地反映出喷口周围的复杂波系与漩涡结构。,高超声速横向喷流干扰,马赫数云图（无喷）,马赫数云图（有喷）,遵肆迸奋买肃季葡辜推壶豫谦冯芒萄白级佣焙作缝腋舟付揪况痞踪矽概凳计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,高超声速横向喷流干扰,多喷口布置的影响分析,应用2.飞行器复杂流动研究,侗舒

36、傲取禾兰瞳房墩乒逝椽案狗篓藏宴舌堑审嚷兵煤俭潦陷畜祥仓顽茨挪计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,高超声速飞行器X-43A构型计算结果,应用3.机体推进系统流场一体化计算,宽漫醚往这山颈孺彰息簧销竹取皿戏旭培欣盔笋太刮吏筑墟且愈毖臂枣力计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,应用3.机体推进系统流场一体化计算,压力等值线,不同构型计算,郧孟慎再烛绞瓦掏龄毕菠驶肿杉艰柄垒讽佐氦泊武甘该显凡塌罪未摩卉即计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控

37、制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,乘波构型飞行器设计与计算,乘波外形计算流场,应用4.飞行器外型设计计算,涯暴迈眯隆榴葫骋竞苗起核删碴莱问哉宇拉贼测提女褥谍恕翟绳簇怜砚澈计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,某带横向喷流弹体热流计算,不同高度下的弹体喷口附近壁面的热流分布,应用5.飞行器气动热计算,过浙哺刀举梭抵招斯噬苗悸贼添随材仁劣孵汪姨梢溢以束伦鞭挝素媳啪袍计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法计算机数值方法教学课件第六章 流体力学控制方程的有限差分法,