《基於局部無格線的近距耦合旋翼流場數值模擬方法研究》是依託南京航空航天大學，由陳紅全擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於局部無格線的近距耦合旋翼流場數值模擬方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳紅全
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研究面向近距耦合旋翼流場計算的一種基於局部無格線的數值模擬方法。本項目意在旋翼附近局部區域，解除格線化約束，嵌入動態無格線處理，利用無格線算法布點靈活的特點，使所提方法適合處理處於複雜運動的直升機旋翼；發展一種前置處理簡單、計算效率高的動態點雲技術，致力於把現有無格線/直角格線混合算法發展用於涉及動邊界的非定常流動計算。發展的算法不僅有理論與學術意義，而且由於算法基於求解工程領域中所經常遇到的無粘Euler方程組和有粘N-S方程組，因此研究成果具有廣闊的套用前景。
結題摘要
本項目以旋翼等複雜非定常流場計算為背景，圍繞局部無格線數值模擬方法涉及的無格線算法及其拓展套用兩方面，就無格線/直角格線混合算法、動態點雲技術、動邊界非定常流計算、時域無格線算法、WENO重構高精度無格線算法及其無格線方法的GPU並行計算等主要內容進行了研究。引入各向同性與異性無格線點雲概念，基於點距控制函式、擾動衰減規律及局部無格線區跟隨旋轉體運動等動態點雲技術，成功地把無格線/直角格線混合算法發展用於求解涉及動邊界的非定常粘性流動問題；結合Weiss-Smith型預處理技術，研究了預處理無格線算法，使計算從單純模擬可壓縮流動拓展到模擬幾乎不可壓的低馬赫數流；研究在點雲中實施WENO重構所要求的模板，提出一種基於三階WENO重構的無格線算法，典型流動算例驗證了所發展的算法獲得的數值解能逼近三階精度；進行了無格線算法的拓廣套用研究，借鑑近似黎曼解方法處理通量運算，通量運算涉及的無格線點雲中心點與衛星點連線中點處物理量的左右狀態值，改用三階WENO重構計算，發展出基於WENO重構的時域無格線算法，算例展示了算法處理多體干擾等複雜情形的能力；開展了GPU並行計算技術的跟蹤研究，提出了基於GPU並行的無格線算法的具體實施方法，算例驗證GPU計算加速的效果。由於本項目發展的算法基於點雲結構，計算區域的離散既可直接布點，也可取自格線點，具有靈活性，適合處理多體及多部件干擾等複雜幾何問題，因此，具有廣闊的套用前景。
