第三章流场的数值计算方法及湍流模型介绍ppt课件.ppt

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1、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第三章 流场的数值计算方法及湍流模型介绍本章授课内容本章授课内容l流场数值计算的主要方法流场数值计算的主要方法lSIMPLESIMPLE算法的求解思想算法的求解思想 l湍流模型的介绍湍流模型的介绍我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.1 流场数值计算的主要方法u 流场计算的基本过程是在空间上用有限体积法或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

2、计算域离散成许多小的体积单元，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。程组的求解。u对离散后的控制方程组的求解可分为耦合式解法对离散后的控制方程组的求解可分为耦合式解法(coupled method)(coupled method)和分离式解法和分离式解法(segregated (segregated method)method) 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是

3、我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.1 流场数值计算的主要方法我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物耦合式解法耦合式解法 (1)(1)假定初始压力和速度等变量，确定离散方程的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。系数及常数项等。(2)(2)联立求解连续方程、动量方程、能量方程。联立求解连续方程、动量方程、能量方程。 (3)(3)求解湍流方程及其他标量方程。求解湍流方程及其他标量方程。(4)(4)判断当前时间步上的计算是否收敛。若不收敛，判断当前时间步上的计

4、算是否收敛。若不收敛， 返回到第返回到第(2)(2)步，迭代计算。若收敛，重复上述步，迭代计算。若收敛，重复上述 步骤，计算下一时间步的按理量。步骤，计算下一时间步的按理量。3.1 流场数值计算的主要方法我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 分离式解法分离式解法 分离式解法不直接解联立方程组，而是顺序地、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解原始变量，分离式解法分为

5、原始变量法和非原始变量法始变量法 3.1 流场数值计算的主要方法我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物压力修正法压力修正法 分类分类uSIMPLESIMPLE算法算法uSIMPLCSIMPLC方法方法uPISOPISO算法算法3.2 SIMPLE算法的求解思想 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物uSIMPLESIMPLE算法算法核心核心 采用采用“猜测猜测修正修正”的过程，在交错网格的基础上来计算

6、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压力场，从而达到求解动量方程的目的基本思想基本思想 流过每个单元面上的对流通量是根据所谓的流过每个单元面上的对流通量是根据所谓的“猜测猜测”速度速度来估算的。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，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，以得到的压压力场；最后检查结果是否收敛，若

7、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。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 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 修正的原则修正的原则 与修正后的压力场相对应的速度场能满足这与修正后的压力场相对应的速度场能满足这迭代层迭代层次上的连续方程。次上的连续方程。 两个关键问题两个关键问题 如何获得压力修正值如何获得压力修正值( (即如何构造压力修正方程即如何构造压力修正方程) )，以，以及如何根据压力修正值确定及如何根据压力修正值确定“正确正确”

8、的速度的速度( (即如何即如何构造速度修正方程构造速度修正方程) ) 。 3.2 SIMPLE算法的求解思想 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物uSIMPLCSIMPLC算法算法 在通量修正方法上有所改进，加快了计算的收敛速度在通量修正方法上有所改进，加快了计算的收敛速度。uPISOPISO算法算法 增加了一个修正步，包括一个预测步和两个修正步，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。骤，从而加快了单个迭代步中的收敛速度。3.2 SIMPLE算法的求解思想 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.3 湍流模型介绍