【摘 要】
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提出了一种用于研究大振幅及物体间小间距等极端情况下涡激振荡(VIV)问题的高精度方法.该方法针对三角形/四边形非结构混合网格,采用高精度谱差分(SD)格式对Navier-Stokes方
【机 构】
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西北工业大学航天学院,西安,710072;乔治华盛顿大学机械与航空工程系,华盛顿特区 20052
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提出了一种用于研究大振幅及物体间小间距等极端情况下涡激振荡(VIV)问题的高精度方法.该方法针对三角形/四边形非结构混合网格,采用高精度谱差分(SD)格式对Navier-Stokes方程进行空间离散.通过引入非均匀滑移网格方法,将计算域分割成多个互相不重合的子区域,从而实现了子区域网格的独立变形,子区域之间通过粘接元进行信息传递.采用全耦合方法精确求解VIV问题中流体和固体间的相互作用.通过研究并行策略以及使用消息传递接口,实现了求解器的并行计算能力.数值模拟表明:对于无黏和有黏流动问题,该方法均能保持SD方法的高精度特性;对于动网格下的定常均匀来流,求解器能够做到自由流保持;单个圆柱VIV问题仿真与现有文献结果符合较好,验证了方法的可靠性;对于流场变形情况比较复杂的涡激振荡问题,求解器可以有效实现网格变形,并具有理想的并行效率.
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