《非定常流模擬中格線自適應處理方法的研究和套用》是依託南京航空航天大學，由周春華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：非定常流模擬中格線自適應處理方法的研究和套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周春華
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目研究非定常流數值模擬中的格線自適應處理方法及其套用，主要內容包括：（1）非定常流體力學方程數值解的事後誤差估算（2）非定常流模擬中能消除數值解與格線之間相位差的格線自適應處理過程（3）自適應判據的構建、流動隨時間演變的捕獲和跟蹤及格線處理頻率的控制（4）非結構格線中單元的加密/稀疏和節點的移動（5）套用於格線間數值解傳遞的高階插值方法（6）套用格線自適應方法模擬複雜非定常流動的一些細節問題。本項目的研究能解決傳統格線自適應方法存在的問題，有效提高非定常流動數值模擬的精度和效率，豐富計算流體力學中的格線自適應處理方法，既有理論研究意義也具有廣闊的工程套用前景。
結題摘要
現有多數非定常流格線自適應方法中，自適應處理的指示器的定義基於自適應周期內第一個時間步上的初始數值解。這樣生成的格線總是滯後於非定常流動解，特徵流動現象很可能越過加密區域。為減小這種滯後，須採用較高的格線處理頻率；而新舊格線之間頻繁的數據插值傳遞又會引入新的誤差源。針對上述問題，項目組對非定常流的格線自適應模擬方法進行了深入和系統的研究，完成了預定的研究計畫，取得了如下幾方面的成果和進展。 （1）提出了一種基於預估-修正的動邊界非定常流模擬的格線自適應策略：格線能自適應於流動的演變，格線和數值解之間沒有時間上的相位差；沒有必要進行頻繁的格線處理，新舊格線之間數值解插值傳遞引起的誤差被降低。（2）對基於誤差估算和基於物理量變化的兩種自適應準則進行了研究，提出了一種簡單可行的能識別流動隨時間演變的格線自適應處理指示器。（3）發展了最長邊對分/節點刪除和多層次單元加密/稀疏等兩種動態非結構自適應格線生成技術及以誤差極小化為目標的格線節點移動方法。（4）發展了一種基於當地格線相交的線性守恆性插值方法，以防止格線自適應處理過程中格線間的解傳遞引起的誤差累積，從而保持數值解精度。（5）提出了一種新的源於HCIB (Hybrid Cartesian Immersed Boundary) 思想的可壓無粘流動的浸入邊界解法，並對當地DFD (Domain-Free Discretization) 方法進行了進一步改進和套用。（6）通過大量數值實驗和分析，對所發展的方法進行了檢驗和論證,並將之套用於包含運動邊界、剪下層、漩渦和激波等複雜現象的非定常流動的模擬；計算結果表明數值耗散降低，瞬時流動結構的細節被很好地捕獲。 本項目研究在格線自適應處理、流動隨時間演變的捕獲、浸入邊界法和動邊界流動的高效模擬等方面取得一些創新性的理論和技術成果，形成了一套研究性軟體；在提高科學和工程計算中非定常流模擬的精度和效率方面，具有重要的理論意義和廣闊的套用前景。
