基于混合網格多維梯度重構的熱流預測方法研究
摘要：高超聲速氣動熱環境的數值計算對算法和網格的敏感度極高.隨著高超聲速飛行器外形日益復雜,生成高質量的結構網格時間成本呈指數增加,難以滿足工程應用的需求.非結構/混合網格因具有很強的復雜外形適應能力,為了縮短任務周期,有必要在非結構/混合網格上開展高精度的氣動熱環境數值計算方法研究.梯度重構方法是影響非結構/混合網格熱流計算精度的重要因素之一.本文通過引入多維梯度重構方法,發展了基于常規的非結構/混合網格的高精度熱流計算方法,對典型的高超聲速Benchmark算例(二維圓柱)進行了模擬,并與氣動力計算廣泛采用的Green-Gauss類方法和最小二乘類方法進行了對比.計算結果表明,多維梯度重構方法能有效提高非結構/混合網格熱流預測精度,其魯棒性和收斂性更好.最后將多維梯度重構方法應用于常規混合網格的三維圓柱和三維雙橢球繞流問題,得到了與實驗值吻合較好的熱流計算結果,展現了良好的應用前景.
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