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摘要：基于自主研發(fā)的大規(guī)模并行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格CFD求解器PMB3D以及并行化伴隨方程求解器PADJ3D,開展了流場(chǎng)/聲爆伴隨方程的求解研究。首先采用標(biāo)準(zhǔn)算例,對(duì)內(nèi)部CFD代碼PMB3D軟件和聲爆預(yù)測(cè)代碼進(jìn)行了聲爆計(jì)算可信度驗(yàn)證,以及聲爆強(qiáng)度對(duì)近場(chǎng)聲壓梯度的校核。針對(duì)并行環(huán)境下多塊對(duì)接網(wǎng)格的近場(chǎng)聲壓提取操作的復(fù)雜性,提出了“包圍盒”的方法實(shí)現(xiàn)并行環(huán)境下近場(chǎng)聲壓裝配單元編號(hào)、網(wǎng)格塊編號(hào)以及對(duì)應(yīng)的進(jìn)程編號(hào)確定,基于聲爆計(jì)算坐標(biāo)將并行傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行一維排序,為聲爆預(yù)測(cè)、伴隨方程以及梯度求解提供輸入條件。通過線性插值雅克比矩陣實(shí)現(xiàn)均勻坐標(biāo)系梯度信息向非均勻坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,并進(jìn)一步根據(jù)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格特征提出了插值原則,簡(jiǎn)化了近場(chǎng)聲壓轉(zhuǎn)換雅克比矩陣的變分。通過裝配單元記錄,實(shí)現(xiàn)聲爆強(qiáng)度對(duì)流場(chǎng)守恒變量的變分結(jié)果向各個(gè)進(jìn)程裝配,將裝配結(jié)果作為流場(chǎng)伴隨方程的右端項(xiàng)實(shí)現(xiàn)流場(chǎng)聲爆耦合伴隨方程的求解。此外,對(duì)小型超聲速公務(wù)機(jī)開展了聲爆優(yōu)化,對(duì)比分析了設(shè)計(jì)前后的聲壓及其頻譜特性。

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