《采用非结构网格的IDEAL算法实现及定压边界条件处理》.pdf

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第45卷 第 5期 西 安 交 通 大 学 学 报 Vo1.45 NO.5 2011年 5月 JOURNALOFXIAN JIAOTONG UNIVERSITY M av 2Ol1 采用非结构 网格的 IDEAL算法实现及 定压边界条件处理 王辉 ,徐 明海 (中国石油大学 (华东)储运与建筑工程学院,266555,青岛) 摘要:在非结构网格系统中采用有限容积法对不可压N—S方程进行了离散,其中对流项采用二阶 迎风格式,扩散项采用超松弛校正格式.通过修 正的动量插值格 式构造 了压力方程 ,利用 IDEAL 算法处理压力与速度的耦合.利用Taylor展式导出了邻近边界 内节点的压力计算公式,进而将边 界静压引入到压力方程的迭代计算 中,确保 了边界信息向内部区域的有效传递.根据质量守恒定律 分别导出了压力入XI和 出口边界的速度计算公式,结合伯努利定律给 出了总压边界的处理方法.通 过压力驱动管 内层流、三通管层流以及浮力驱动流等几个典型算例对文中方法进行了考核,并将计 算结果与文献中的基准解和实验值进行了对比.结果表 明,不管是静压边界还是总压边界,采用该 处理方法均能获得令人满意的结果,尤其对于大空间 自然对流问题 ,可以在保证精度的前提下节省 大量的存储空间和运算时间. 关键词:定压边界;非结构网格;IDEAL算法;不可压缩流;有限容积法 中图分类号 :0357.1;TK124 文献标志码 :A 文章编号 :0253—987X(2O11)05—0023—08 Implementation ofIDEAL Algorithm inUnstructuredGridsand TreatmentofSpecifiedPressureBoundaryConditions W ANG H ui.XU Minghai (SchoolofTransport&StorageandCivilEngineering,ChinaUniversityofPetroleum,Qingdao266555,China) Abstract:Onthebasisofthefinitevolumemethod,theincompressibleN—Sequationwasdis~ cretizedwiththesecondorderupwindschemetoevaluatetheconvectiveterm andtheover-relax— edcorrectionapproachtocalculatingthediffusionterm inunstructuredgridssystems.Thepres~ sureequationwasderivedbythemodifiedmomentum interpolationmethod,andtheIDEAIalgo~ rithm wasadoptedinunstructuredgridstotreatthecouplingofpressureandvelocity.Thefor~ mulaforcalculatingstaticpressureoftheinternalnodesnearBoundarywasderivedbytheTaylor expansion,andthentheboundarypressurewasemployedintheiterativecomputationofthepres~ sureequationtoensurethetransferofinformationfrom boundarytointernaldomain.Thecalcu— lationformulaeofthevelocityatthepressureinletandoutletwerederivedfrom themassconser~ vationlaw.Themethodproposedwas

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