【摘 要】
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为深入研究大型水轮机组振动问题,需要在理论上建立一套过流部件内部不可压缩粘性流动计算的可靠数值方法.作为这一研究课题的基础性工作,本文推导出了基于SMAC(Simplified Marker and Cell)方法的一种直接求解不可压缩N-S方程的隐式数值方法.求解所使用的基本方程是任意曲线坐标系下的以逆变速度为变量的N-S方程和椭圆型的压力Poisson方程.压力Poisson方程用Tscheb
【机 构】
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清华大学热能工程系(北京) 北京理工大学车辆与交通工程学院(北京)
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为深入研究大型水轮机组振动问题,需要在理论上建立一套过流部件内部不可压缩粘性流动计算的可靠数值方法.作为这一研究课题的基础性工作,本文推导出了基于SMAC(Simplified Marker and Cell)方法的一种直接求解不可压缩N-S方程的隐式数值方法.求解所使用的基本方程是任意曲线坐标系下的以逆变速度为变量的N-S方程和椭圆型的压力Poisson方程.压力Poisson方程用Tschebyscheff SLOR方法交替方向进行迭代求解,N-S方程在进行数值离散时对流项采用了Chakravaythy-Osher TVD格式.这些方法有效的保证了在合适的边界条件下求解不但是稳定的,而且还避免了数值计算在流网扭曲大的地方易产生较大的非物理振荡误差的问题.用本文提出的方法对一后台阶流场进行了计算,结果与经典的实验结果相当吻合.数值算例表明本文提出的方法是可靠的.此外用本文提出的方法还可以直接求解雷诺数比较大的流动问题.
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