本文主要研究内容
作者齐亚强（2019）在《高性能界面两相流数值模拟方法的构建及性能分析》一文中研究指出：界面两相流在航空航天、石油化工、能源动力等工业领域中广泛存在,快速、精确地捕捉相界面对于研究两相流的内在机理以及工程实际应用都具有重要意义。由于界面附近物性参数变化剧烈、界面运动复杂多变等原因,数值模拟耗时往往较长,因此,构建一种精确高效的界面两相流模拟方法一直是国内外学者长久以来关注的一个问题。近年来,本人所在团队成员提出了一种复合界面捕捉方法—VOSET,该方法既可以保证质量守恒,又可以精确计算表面张力和光顺界面附近物性参数,获得光顺的高分辨率相界面,但仍面临计算效率较低这一问题。因此,本文将针对现有的VOSET方法,通过在网格系统、速度压力耦合算法和代数方程组求解方法三个层面对其进行改进,最终开发一种更高效的界面两相流模拟方法。(1)在网格系统层面,由于交错网格系统内包含有速度和压力等多套网格,导致计算过程异常复杂,为了解决这一问题,本文构建了基于同位网格系统的VOSET+SIMPLE方法,并通过三个经典算例验证了同位网格VOSET+SIMPLE方法的可行性和精确性。(2)在速度压力耦合算法层面,本文采用高效的IDEAL算法代替传统的SIMPLE算法,并通过三个算例验证了同位网格VOSET+IDEAL方法的高效性。(3)在代数方程组求解方法层面,首先,本文研究了G-S、ADI、SIP、Bi-CGSTAB和BCT-Bi-CGSTAB五种不同代数方程组求解方法对非稳态两相流模拟方法求解性能的影响规律,并最终确认BCT-BiCGSTAB方法在同位网格VOSET+IDEAL方法中具有最佳的求解性能。然后,为了进一步减少VOSET+IDEAL+BCT-Bi-CGSTAB方法在求解复杂问题时的计算耗时,本文引入了可快速降低低频误差消减速度的多重网格方法,并以高效的BCT-Bi-CGSTAB方法作为光顺算子,构建了更加高效的VOSET+IDEAL+多重网格(BCT-Bi-CGSTAB)非稳态两相流模拟方法,通过算例对比,发现该方法相比VOSET+IDEAL+BCT-Bi-CGSTAB方法在求解效率方面进一步得到大幅提升。通过以上研究,本文构建了一种用于精确高效模拟界面两相流的同位VOSET+IDEAL+多重网格(BCT-Bi-CGSTAB)方法,并开发了相应的软件,这一研究成果将为揭示界面两相流的内在原理、完善两相流流动的理论体系、特别是为指导实际工程应用提供强有力的数值支撑。
Abstract
jie mian liang xiang liu zai hang kong hang tian 、dan you hua gong 、neng yuan dong li deng gong ye ling yu zhong an fan cun zai ,kuai su 、jing que de bu zhuo xiang jie mian dui yu yan jiu liang xiang liu de nei zai ji li yi ji gong cheng shi ji ying yong dou ju you chong yao yi yi 。you yu jie mian fu jin wu xing can shu bian hua ju lie 、jie mian yun dong fu za duo bian deng yuan yin ,shu zhi mo ni hao shi wang wang jiao chang ,yin ci ,gou jian yi chong jing que gao xiao de jie mian liang xiang liu mo ni fang fa yi zhi shi guo nei wai xue zhe chang jiu yi lai guan zhu de yi ge wen ti 。jin nian lai ,ben ren suo zai tuan dui cheng yuan di chu le yi chong fu ge jie mian bu zhuo fang fa —VOSET,gai fang fa ji ke yi bao zheng zhi liang shou heng ,you ke yi jing que ji suan biao mian zhang li he guang shun jie mian fu jin wu xing can shu ,huo de guang shun de gao fen bian lv xiang jie mian ,dan reng mian lin ji suan xiao lv jiao di zhe yi wen ti 。yin ci ,ben wen jiang zhen dui xian you de VOSETfang fa ,tong guo zai wang ge ji tong 、su du ya li ou ge suan fa he dai shu fang cheng zu qiu jie fang fa san ge ceng mian dui ji jin hang gai jin ,zui zhong kai fa yi chong geng gao xiao de jie mian liang xiang liu mo ni fang fa 。(1)zai wang ge ji tong ceng mian ,you yu jiao cuo wang ge ji tong nei bao han you su du he ya li deng duo tao wang ge ,dao zhi ji suan guo cheng yi chang fu za ,wei le jie jue zhe yi wen ti ,ben wen gou jian le ji yu tong wei wang ge ji tong de VOSET+SIMPLEfang fa ,bing tong guo san ge jing dian suan li yan zheng le tong wei wang ge VOSET+SIMPLEfang fa de ke hang xing he jing que xing 。(2)zai su du ya li ou ge suan fa ceng mian ,ben wen cai yong gao xiao de IDEALsuan fa dai ti chuan tong de SIMPLEsuan fa ,bing tong guo san ge suan li yan zheng le tong wei wang ge VOSET+IDEALfang fa de gao xiao xing 。(3)zai dai shu fang cheng zu qiu jie fang fa ceng mian ,shou xian ,ben wen yan jiu le G-S、ADI、SIP、Bi-CGSTABhe BCT-Bi-CGSTABwu chong bu tong dai shu fang cheng zu qiu jie fang fa dui fei wen tai liang xiang liu mo ni fang fa qiu jie xing neng de ying xiang gui lv ,bing zui zhong que ren BCT-BiCGSTABfang fa zai tong wei wang ge VOSET+IDEALfang fa zhong ju you zui jia de qiu jie xing neng 。ran hou ,wei le jin yi bu jian shao VOSET+IDEAL+BCT-Bi-CGSTABfang fa zai qiu jie fu za wen ti shi de ji suan hao shi ,ben wen yin ru le ke kuai su jiang di di pin wu cha xiao jian su du de duo chong wang ge fang fa ,bing yi gao xiao de BCT-Bi-CGSTABfang fa zuo wei guang shun suan zi ,gou jian le geng jia gao xiao de VOSET+IDEAL+duo chong wang ge (BCT-Bi-CGSTAB)fei wen tai liang xiang liu mo ni fang fa ,tong guo suan li dui bi ,fa xian gai fang fa xiang bi VOSET+IDEAL+BCT-Bi-CGSTABfang fa zai qiu jie xiao lv fang mian jin yi bu de dao da fu di sheng 。tong guo yi shang yan jiu ,ben wen gou jian le yi chong yong yu jing que gao xiao mo ni jie mian liang xiang liu de tong wei VOSET+IDEAL+duo chong wang ge (BCT-Bi-CGSTAB)fang fa ,bing kai fa le xiang ying de ruan jian ,zhe yi yan jiu cheng guo jiang wei jie shi jie mian liang xiang liu de nei zai yuan li 、wan shan liang xiang liu liu dong de li lun ti ji 、te bie shi wei zhi dao shi ji gong cheng ying yong di gong jiang you li de shu zhi zhi cheng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自北京石油化工学院的齐亚强，发表于刊物北京石油化工学院2019-07-25论文，是一篇关于两相流论文,界面捕捉方法论文,速度压力耦合算法论文,代数方程组求解方法论文,求解性能论文,北京石油化工学院2019-07-25论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自北京石油化工学院2019-07-25论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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