《part1有限体积方法基本原理.ppt

计算流体力学 －基础与应用 课程考核方式： 大作业：编程完成一个简单算例 分数比重50% 参考书目 Charles Hirsch, Numerical Computation of Internal External Flows, Second Edition, 2007 J. Blazek, Computational Fluid Dynamics: Principles and Applications, Elsevier, 2001 朱自强等，应用计算流体力学，北航出版社，1998 吴子牛，计算流体力学基本原理，科学出版社，2001 傅德薰，流体力学数值模拟，国防工业出版社，1993 David C. Wilcox, Turbulence Modeling for CFD, Third Edition, 2006 一个CFD计算的流程： 一个CFD计算的流程： 一个CFD计算的流程： 一个CFD计算的流程： 一个CFD计算的流程： 一个CFD计算的流程： 一个CFD计算的流程： 第一步：划定计算域 （问题的特点、边界条件、……） 第二步：生成计算网格 （计算域的空间离散） 第三步：设定边界条件 第四步：控制方程组的离散 （方程组的空间离散、时间离散） 第五步：离散的控制方程组的求解 （离散系统的求解方法） 接下来的课程内容： 计算网格 有限体积方法基本原理 对流通量计算格式基本原理 时间离散及离散系统的求解方法 边界条件 湍流模型 并行计算 1. 计算网格 结构化网格 vs 非结构网格 1. 计算网格 空间离散的结构化网格： 1. 计算网格 空间离散的非结构网格： 1. 计算网格 Cartesian grid： 1. 计算网格 结构化网格优点：内存小、运算速度快、易于使用高阶格式、精度高缺点：难以处理复杂边界问题（解决方案：多块网格、重叠网格、Chimera网格 / Dragon网格） 非结构网格优点：容易处理复杂边界问题缺点：计算精度不容易保证（解决方案：结构/非结构混合网格）、运算速度慢、内存需求大 其它Cartisian网格（高雷诺数粘性流动不好）、无网格 1. 计算网格 多块结构化网格： 1. 计算网格 1. 计算网格 结构化嵌套网格： 1. 计算网格 1. 计算网格 1. 计算网格 结构化嵌套网格： 1. 计算网格 结构化嵌套网格： 1. 计算网格 Dragon 网格： 1. 计算网格 非结构－结构化混合网格： 1. 计算网格 对计算网格质量的评价： 光顺性 正交性 加密程度（分辨率、网格长宽比/扁平比） ※ 网格无关性测试 1. 计算网格 对计算网格质量的评价：光顺性 1. 计算网格 对计算网格质量的评价：光顺性 1. 计算网格 对计算网格质量的评价：光顺性 1. 计算网格 对计算网格质量的评价：正交性 1. 计算网格 对计算网格质量的评价：加密 1. 计算网格 对计算网格质量的评价：加密 1. 计算网格 对计算网格质量的评价：加密 1. 计算网格 1. 计算网格 1. 计算网格 1. 计算网格 叶轮机械CFD中常用网格结构： 1. 计算网格 叶轮机械CFD中常用网格结构： 1. 计算网格 叶轮机械CFD中常用网格结构： 1. 计算网格 叶轮机械CFD中常用网格结构： 1. 计算网格 叶轮机械CFD中常用网格结构： 1. 计算网格 叶轮机械CFD中常用网格结构： 1. 计算网格 叶轮机械CFD中常用网格结构： 1. 计算网格 叶轮机械CFD中常用网格结构： 1. 计算网格 叶轮机械CFD中常用网格结构： 1. 计算网格 叶轮机械CFD中常用网格结构： 1. 计算网格 叶轮机械CFD中常用网格结构： 1. 计算网格 叶轮机械CFD中常用网格结构： 2. 有限体积方法基本原理 2. 有限体积方法基本原理 2.1 积分形式的流体控制方程组 2. 有限体积方法基本原理 2.1 积分形式的流体控制方程组 2. 有限体积方法基本原理 2.1 积分形式的流体控制方程组 2. 有限体积方法基本原理 2.1 积分形式的流体控制方程组 2. 有限体积方法基本原理 2.1 积分形式的流体控制方程组 2. 有限体积方法基本原理 2.1 积分形式的流体控制方程组 2. 有限体积方法基本原理 2.1 积分形式的流体控制方程组 2. 有限体积方法基本原理 2.2 有限体积空间离散方法 Lax-Wendroff一类格式的一个问题： 2. 有限体积方法基本原理 2.2 有限体积空间离散方法 2. 有限体积方法基本原理 2.2 有限体积空间离散方法 2. 有限体积方法基本原