[毕业论文] 浸入边界法及在大涡模拟中的应用 [复制链接]

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毕业论文-浸入边界法及在大涡模拟中的应用，共83页，24072字

中文摘要

在工程问题上经常遇到复杂几何形状的浸入物体周围的流动。因此，如何处

理形状复杂的边界是计算流体力学领域的一个研究重点。浸入边界法是适用于模

拟形状复杂的弹性结构边界的一种边界处理方法。它既是数学建模方法又是数值

离散方法。它通过在流体运动方程中加力源项来实现物体边界与流体的相互作

用，并在计算过程中采用简单的笛卡尔网格，避免了按照物体边界形状生成贴体

网格时所遇到的各种问题。浸入边界法现已广泛的应用于计算流体力学领域。本

文介绍了浸入边界法的基本思想与数值方法，并对圆柱绕流、方柱绕流等典型的

绕流问题在不同的雷诺数情况下进行了数值计算，并与实验结果进行比较，验证

了浸入边界法的有效性。

关键词：浸入边界法；离散力法；笛卡尔网格；圆柱绕流；方柱绕流。

目录

第 1 章

引言 ...1

1.1 研究意义 .1

1.2 浸入边界法的基本思想与数学结构 2

1.3 研究现状 .4

1.4 研究任务 .6

第 2 章 数值方法 ......7

2.1 控制方程 .7

2.1.1 数值求解 .......7

2.2 处理力源项 ........9

2.2.1 插值方法 .....10

2.2.2 加质量源 .....12

第 3 章 数值计算 ....15

3.1 圆柱绕流数值模拟 ....15

3.1.1 计算条件 .....16

3.1.2 定常层流流动 .......16

3.1.3 非定常层流流动 ...20

3.1.4 Re=3900、 Re=20000 的亚临界流动 ....25

3.2 移动圆柱周围绕流的宏观模拟 ......29

3.2.1 计算条件 .....30

3.2.2 Re =200 的情况下圆柱上下运动 .........30

3.3 方柱绕流流动模拟 ....33

3.3.1 计算条件 .....33

3.3.2 计算结果 .....34

3.4 并列双方柱绕流流动模拟 ...36

3.4.1 计算条件 .....36

3.4.2 计算结果 .....37

3.5 后台阶流动模拟 ........43

3.5.1 计算条件 .....43

3.5.2 计算结果 .....44

第 4 章 总结 .46

插图索引 .........48

表格索引 .........51

参考文献 .........52

致谢 .......56

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