一种适用计算声学问题的网格间断人工黏性分布策略
2019-06-21余培汛
振动与冲击 2019年11期
王 鑫, 余培汛, 杨 海, 潘 凯
(中国飞机强度研究所 航空声学与动强度航空科技重点实验室, 西安 710065)

抑制短波的有效手段主要有两种:① 迎风格式,通过固有的耗散性来抑制短波,该方法的不足之处在于无法识别短波长波范围,将两者一起耗散,这样影响到计算结果的准确度;② 在对称模板的差分方程中添加人工黏性项,所选择的人工黏性项必须在有效抑制短波的同时,保证对长波的影响很小。Tam在1993年提出了人工选择耗散法[3],通过对人工黏性耗散项的系数选择,使得其耗散项只对短波起作用,而对长波几乎没有影响,用于气动声学计算时取得了很好的结果。但是该方法只限于均匀对称网格,尚未在非均匀网格中进行拓展。Engquist[4]提出用非线性滤波法来捕获激波的方法,它在每一时间步用一个非线性过滤因子对数值解进行处理,只作用在部分网格点上。王泽晖等[5]在Bjrn提出的非线性滤波法基础上,根据一个检验函数,分析了非线性滤波效率与波长的关系,并引入了具有TVD性质的非线性滤波法,通过数值算例验证了DRP格式与非线性滤波法结合的可行性,表明该方法对于在网格交界面、初始值间断、非线性声波传播等计算气动声学常见情况下产生的短波有很好的抑制作用。该方法对短波具有很好的抑制作用,但同时对长波的耗散也相对较大,影响数值的计算精度。
本文在直角坐标人工选择耗散法的基础上,将其转换成曲线坐标系下的表达形式,并在多块网格交界面处、交界点、出口边界等处按照当地网格雷诺数的倒数进行正态分布,并通过NASA标模算例进行了该方法的验证分析。……
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