Дискретизация уравнений Навье-Стокса на подвижных неструктурированных сетках

Авторы

  • К.Н. Волков

Ключевые слова:

неструктурированная сетка
подвижная сетка
метод конечного объема
вычислительная газовая динамика

Аннотация

Обсуждаются подходы к дискретизации уравнений Навье-Стокса на подвижных неструктурированных сетках, методы перестроения сеток на каждом шаге по времени, а также разностные схемы, удовлетворяющие условию геометрической консервативности. Проводится численное моделирование обтекания прямой решетки профилей, совершающих малые гармонические колебания, потоком невязкого сжимаемого газа. Результаты численных расчетов сравниваются с имеющимися расчетными и экспериментальными данными. Ключевые слова: неструктурированная сетка, подвижная сетка, метод конечного объема, вычислительная газовая динамика

Новые вычислительные технологии

Загрузки

Опубликован

2008-09-16

Выпуск

Том 9 (2008): Выпуск 3.

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Автор

К.Н. Волков

Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д.Ф. Устинова,
физико-механический факультет
1-я Красноармейская ул., 1, 190005, Санкт-Петербург

Библиографические ссылки

  1. Haber R., Shephard M.S., Abel J.F., Gallagher R.H., Greenberg D.P. A general two-dimensional graphical finite-element preprocessor utilizing discrete transfinite mappings // International Journal for Numerical Methods in Engineering. 1981. 17, N 7. 1015-1044.
  2. Gadala M.S., Movahhedy M.R., Wang J. On the mesh motion for ALE modeling of metal forming processes // Finite Elements Analysis Design. 2002. 38, N 5. 435-459.
  3. Batina J.T. Unsteady euler airfoil solutions using unstructured dynamic meshes // AIAA Journal. 1990. 28, N 8. 1381-1388.
  4. Venkatakrishnan V., Mavriplis D.J. Implicit method for the computation of unsteady flows on unstructured grids // Journal of Computational Physics. 1996. 127, N 2. 380-397.
  5. Johnson A.A., Tezduyar T.E. Simulation of multiple spheres falling in a liquid-filled tube // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1996. 134, N 3/4. 351-373.
  6. Farhat C., Degand C., Koobus B., Lesoinne M. Torsional spring for two-dimensional dynamic unstructured fluid meshes // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1998. 163, N 1/4. 231-245.
  7. Blom F.J. Considerations on the spring analogy // International Journal for Numerical Methods in Engineering. 2000. 32, N 6. 647-668.
  8. Nielsen E.J., Anderson W.K. Recent improvements in aerodynamic design optimization on unstructured meshes // AIAA Journal. 40, N 6. 1155-1163.
  9. Souli M., Zolesio J.P. Arbitrary Lagrangian -Eulerian and free surface methods in fluid mechanics // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2001. 191, N 3/5. 451-466.
  10. Degand C., Farhat C. A three-dimensional torsional spring analogy method for unstructured dynamic meshes // Computers and Structures. 2002. 80, N 3/4. 305-316.
  11. Murayama M., Nakahashi K., Matsushima K. Unstructured dynamic mesh for large movement and deformation // AIAA Paper N 2002-0122. 2002.
  12. Bottasso C.L., Detomi D., Serra R. The ball-vertex method: a new simple analogy method for unstructured dynamic meshes // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2005. 194, N 39/41. 4244-4264.
  13. Zeng D., Ethier C.R. A semi-torsional spring analogy model for updating unstructured meshes in 3D moving domains // Finite Elements in Analysis and Design. 2005. 41, N 11/12. 1118-1139.
  14. Markou G.A., Mouroutis Z.S., Charmpis D.C., Papadrakakis M. The ortho-semi-torsional (OST) spring analogy method for 3D mesh moving boundary problems // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2007. 196, N 4/6. 747-765.
  15. Yan S., Ma Q.W. Numerical simulation of fully nonlinear interaction between steep waves and 2D floating bodies using the QALE-FEM method // Journal of Computational Physics. 2007. 221, N 1. 666-692.
  16. Thomas P.D., Lombard C.K. Geometric conservation law and its application to flow computations on moving grids // AIAA Journal. 1979. 17, N 10. 1030-1037.
  17. Lesoinne M., Farhat C. Geometric conservation laws for flow problems with moving boundaries and deformable meshes, and their impact on aeroelastic computations // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1996. 134, N 1/2. 71-90.
  18. Koobus B., Farhat C. Second-order time-accurate and geometrically conservative implicit schemes for flow computations on unstructured dynamic meshes // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1999. 170, N 1/2. 103-129.
  19. Gordnier R.E., Melville R.B. Transonic flutter simulations using an implicit aeroelastic solver // AIAA Journal of Aircraft. 2000. 37, N 5. 872-879.
  20. Guillard H., Farhat C. On the significance of the geometric conservation law for flow computations on moving meshes // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2000. 190, N 11/12. 1467-1482.
  21. Farhat C., Geuzaine P., Crandmont C. The discrete geometric conservation law and the nonlinear stability of ALE schemes for the solution of flow problems on moving grids // Journal of Computational Physics. 2001. 174, N 2. 669-694.
  22. Jothiprasad G., Mavriplis D.J., Caughey D.A. Higher-order time integration schemes for the unsteady Navier -Stokes equations on unstructured meshes // Journal of Computational Physics. 2003. 191, N 2. 542-566.
  23. Zhang L.P., Wang Z.J. A block LU-SGS implicit dual time-stepping algorithm for hybrid dynamic meshes // Computers and Fluids. 2004. 33, N 7. 891-916.
  24. Yang Z. Unstructured dynamic meshes with higher-order time integration schemes for the unsteady Navier -Stokes equations // AIAA Paper N 2005-1222. 2005.
  25. Mavriplis D.J., Yang Z. Construction of the discrete geometric conservation law for high-order time-accurate simulations on dynamic meshes // Journal of Computational Physics. 2006. 213, N 2. 557-573.
  26. Волков К.Н. Применение метода контрольного объема для решения задач механики жидкости и газа на неструктурированных сетках // Вычислительные методы и программирование. 2005. 6, № 1. 47-64.
  27. Fransson T.H., Verdon J.M. Standard configurations for unsteady flow through vibrating axial-flow turbomachine-cascades // Unsteady Aerodynamics, Aeroacoustics and Aeroelasticity of Turbomachines and Propellers. New York: Springer-Verlag, 1993. 859-889.
  28. Lawrence C., Spyropoulos E., Reddy T.S. R. Unsteady cascade aerodynamic response using a multiphysics simulation code // NASA Report N TM 2000-209635. 2000.
  29. Verdon J.M., Caspar J.R. A linearized unsteady aerodynamic analysis for transonic cascades // Journal of Fluid Mechanics. 1984. 149. 403-429.