一种自适应网格方法及其在流场中存在任意静止移动物体问题的应用.pdfVIP

第O7期 (总第 374期) 吉 林 水 利 2013年07月 [文章编号]1009-2846(2013)07—0001-03 一 种 自适应网格方法及其在流场中存在 任意静止移动物体问题的应用 慕洪生 ．宿晓辉 (1．吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林 长春 130021； 2．大连理工大学能源与动力学院，大连理工大学 ，辽宁 大连 11~23) [摘要]一种新的自适应网格方法，并应用在存在静止或移动物体的二维流场数值模拟。应用该方法并不产生 新 的节点和单元 。并且不用插值就可以精准地计算物体与流体交接面的应力。该方法应用在有静止与转动 的圆 柱绕流问题 ．计算结果与相关试验结果符合较好。 [关键词] 自适应网格方法；静止或移动物体 ；二维流场数值模拟 [中图分类号]Ⅳ 31 [文献标识码]B 得到 ，而不像其它模型是靠 内插或外插得到。其缺 1 简介 点是要得到精确的结果 ．必须用较密的重叠网格 来细化物体形状 。 流体与固体相互作用研究有着相 当广泛的工 本文提出了一种 自适应 网格方法 ．既吸收了 程实际意义 。如在机翼摆动问题 ”【．直升飞机螺旋 IMM模型与 IOM模型的优点，又克服 了其缺点。在 桨转动问题[21。降落伞打开问题3】『．粒子沉降问题4【】， 文中详细介绍了这种 自适应方法 ．并给出了数值 动脉血管变形问题嘲．心脏房室的开关 问题句【，鱼游 模型的试验验证 泳问题同等等 近来 ．xia等人 8【】提 出了一种 ImmersedMem． 2 控制方程 braneMethod(IMM)模型 ．该模型又被 Lv[9]等人所 发展。该方法以流场的欧拉网格为基础 。固体边界 与欧拉 网格交接点形成薄模 ．该薄模在流场中与 流体网格相交 ．形成以薄模为分界 的一系列假想 cOW +K =V · (1) 点。处在固体边界内的假想点流速已知(为固体相 a丁 应点的流速)．处在流场中的假想点的流速将 由插 值方法得到。由于在网格边上进行插值，就无需： U = (1)建立交接面法线；(2)知道哪个单元被薄模相 ， 切 ；(3)从相近节点插值以获得流体属性。但是 ，由 一 于需要在单元边上进行插值 ．将增大存储空间和 降低运算速度。 呻 = Tai等人 10【】提 出 了一 种 ImmersedObject MethodfIOM)模型。在该模型中，出于淹没固体位 置的流体被假想为 冻‘结 ’的流体 ．但是仍然满足 f0 0 O 1 0 0 1 = J0 1 0 0 1 0 1 流体的连续与动量方程 其结果是在动量方程 中 【0 O 1 0 0 1J 引入源项。其优点是在交接面处的压力是由计算 [收稿 日期]2013-03-20 [作者简介]慕洪生 (1969一)，男，吉林长春人，本科，高级工程师，现从事水利水电规划设计和建设工作 。