一种结合三维有限体积格式、用于非线性耦合本构关系的新的耦合计算方法
流体动力学
2016-11-07 v1
摘要
非平衡效应在高速和稀薄气体流动中起着至关重要的作用，而这些流动状态的精确模拟远远超出了近局部平衡 Navier-Stokes-Fourier 方程的能力。Eu 提出了与不可逆热力学定律一致的广义流体动力学方程以解决此问题。基于 Eu 的广义流体动力学方程，R.S.Myong 开发了称为非线性耦合本构关系（NCCR）的计算模型，并成功应用于一维激波结构和二维稀薄流。本文中，首次采用有限体积格式，包括 LU-SGS 时间推进格式、MUSCL 插值和 AUSMPW+ 格式，以研究 NCCR 模型在三维复杂高超声速稀薄气体流中的有效性和潜力。此外，为解决三维复杂流中的计算稳定性问题，为 NCCR 模型开发了一种修正解。最后，该修正解针对三维空心圆柱-喇叭形构型上的滑移复杂流进行了测试。数值结果表明，通过修正解的 NCCR 模型给出了良好的解，比 NSF 方程更符合 DSMC 结果和实验数据，并暗示了 NCCR 模型在进一步应用中的巨大潜力。
引用
@article{arxiv.1611.01281,
title = {A new coupled computational method in conjunction with three-dimensional finite volume schemes for nonlinear coupled constitutive relations},
author = {Zhongzheng Jiang and Weifang Chen and Wenwen Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.01281},
year = {2016}
}