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最新第三章流场的数值计算方法及湍流模型介绍.

进 入 夏 天 ,少 不了一 个热字 当头, 电扇空 调陆续 登场, 每逢此 时,总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ,是记 忆中的 农村, 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 , 每 逢 进 入夏天 ,集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ,不论 男女老 少,个 个手持 一 把 , 忽 闪 忽闪个 不停, 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ,于是 三五成 群,聚 在大树 下 , 或 站 着 ,或随 即坐在 石头上 ,手持 那把扇 子,边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ,热得 满头大 汗,不 时听到 “强子 ,别跑 了,快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ,跑个 没完, 直到累 气喘吁 吁,这 才一跑 一踮地 围过了 ,这时 母 亲总是 ,好似 生气的 样子, 边扇边 训,“ 你看热 的,跑 什么? ”此时 这把蒲 扇, 是 那 么 凉 快 ,那么 的温馨 幸福, 有母亲 的味道 ! 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品,在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树, 制作简 单,方 便携带 ,且蒲 扇的表 面 光 滑 , 因 而,古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ,实即 今 日 的 蒲 扇 ,江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ,人们 最常用 的就是 这种, 似圆非 圆 , 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今, 我的记 忆中, 它跨越 了半个 世纪, 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ,携带 着特有 的念想 ,一年 年,一 天天, 流向长
3.1 流场数值计算的主要方法
分离式解法 分离式解法不直接解联立方程组,而是顺序地、逐 个地求解各变量代数方程组。依据是否直接求解 原始变量,分离式解法分为原始变量法和非原始 变量法
3.2 SIMPLE算法的求解思想
压力修正法 分类 SIMPLE算法 SIMPLC方法 PISO算法
3.2 SIMPLE算法的求解思想
长 的 时 间 隧 道,袅
章流场的数值计算方法及湍流模型介
3.1 流场数值计算的主要方法
流场计算的基本过程是在空间上用有限体积法或
其他类似方法将计算域离散成许多小的体积单元, 在每个体积单元上对离散后的控制方程组进行求 解。流场计算方法的本质就是对离散后的控制方 程组的求解。
对离散后的控制方程组的求解可分为耦合式解法 (coupled method)和分离式解法(segregated method)
SIMPLE算法
核心
采用“猜测—修正”的过程,在交错网格的基础上来计算压 力场,从而达到求解动量方程的目的
基本思想
流过每个单元面上的对流通量是根据所谓的“猜测”速度 来估算的。首先使用一个猜测的压力场来解动量方程,得 到速度场:接着求解通过连续方程所建立的压力修正方程, 得到压力场的修正值;然后利用压力修正值更新速度场和 压力场;最后检查结果是否收敛,若不收敛,以得到的压 力场作为新的猜测的压力场,重复该过程。
3.2 SIMPLE算法的求解思想
修正的原则
与修正后的压力场相对应的速度场能满足这—迭代层 次上的连续方程。
两个关键问题
如何获得压力修正值(即如何构造压力修正方程),以 及如何根据压力修正值确定“正确”的速度(即如何 构造速度修正方程) 。
3.2 SIMPLE算法的求解思想
SIMPLC算法
在通量修正方法上有所改进,加快了计算的收敛速度。
PISO算法
增加了一个修正步,包括一个预测步和两个修正步,在 完成了第一个修正步得到速度场和压力场后寻求第二 次改进值。目的是为了更好地同时满足动量方程和连 续性方程。算法由于使用了预测修正再修正三个步骤, 从而加快了单个迭代步中的收敛速度。
3.3 湍流模型介绍
结束语
谢谢大数值计算的主要方法
3.1 流场数值计算的主要方法
耦合式解法 (1)假定初始压力和速度等变量,确定离散方程的
系数及常数项等。 (2)联立求解连续方程、动量方程、能量方程。 (3)求解湍流方程及其他标量方程。 (4)判断当前时间步上的计算是否收敛。若不收敛,
返回到第(2)步,迭代计算。若收敛,重复上述 步骤,计算下一时间步的按理量。
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