基于混合網(wǎng)格多維梯度重構的熱流預測方法研究
摘要：高超聲速氣動(dòng)熱環(huán)境的數值計算對算法和網(wǎng)格的敏感度極高.隨著(zhù)高超聲速飛行器外形日益復雜,生成高質(zhì)量的結構網(wǎng)格時(shí)間成本呈指數增加,難以滿(mǎn)足工程應用的需求.非結構/混合網(wǎng)格因具有很強的復雜外形適應能力,為了縮短任務(wù)周期,有必要在非結構/混合網(wǎng)格上開(kāi)展高精度的氣動(dòng)熱環(huán)境數值計算方法研究.梯度重構方法是影響非結構/混合網(wǎng)格熱流計算精度的重要因素之一.本文通過(guò)引入多維梯度重構方法,發(fā)展了基于常規的非結構/混合網(wǎng)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(jìn)行了模擬,并與氣動(dòng)力計算廣泛采用的Green-Gauss類(lèi)方法和最小二乘類(lèi)方法進(jìn)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(wǎng)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(wǎng)格的三維圓柱和三維雙橢球繞流問(wèn)題,得到了與實(shí)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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