许利波　陈君　杨庆国

摘 要：现代工业许多工程问题都与运动边界的流体问题相关，如何快速地对运动边界流体问题进行数值模拟一直是备受关注的问题。传统CFD方法往往需要在每一步进行网格重构，从而大大地增加计算量。对已有涡方法进行改进，提高其计算效率与精度，使其更能满足工程问题的需要。

关键词：运动边界流体问题 涡方法 数值模拟

中图分类号：TB126 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）005-096-03

1 引言

自从18世纪工业革命以来，许多科学家一直在寻求推力大，效率高，具有工业应用价值的推进装置。计算流体力学（CFD）的飞速发展，使其在与流体力学相关的各个工程设计中起到越来越重要的作用。现代的飞机以及航空发动机的设计，很大程度上依赖于计算流体力学的应用。用数值模拟的方法辅助叶轮机设计的历史可以追溯到19世纪40年代，而吴仲华1951年的工作中提出的流线曲率法在很长一段时间内都是设计叶轮机械的最有效的数值设计工具，直到上世纪八十年代三维数值模拟逐渐得到应用。CFD的应用可以大大的缩短设计周期，对整个设计做出很好的预测和评估，节约设计成本，特别是实验上人力物力的投入。无论是飞机设计还是叶轮机设计，传统方法都是建立在定常流动的基础之上的，即利用相对运动的原理，假设飞机或者叶栅静止并给定来流，以此模拟物体在流体中的运动，并获得其气动性能。风洞实验其实也是利用相同的原理。……