1、计算流体力学讲义2013 第七讲 有限体积法(1)李新亮;力学所主楼219;82543801,知识点:,1,Copyright by Li Xinliang,有限体积法的基本概念 无粘通量及粘性通量的计算 多块网格,课件下载:http:/,Copyright by Li Xinliang,2,知识回顾:Roe 格式,平均斜率,线性化,以平均增长率代替瞬时增长率,j,j+1区间内,连续,且可通过相似变换对角化,应当具有的性质,常系数方程的Riemann解,Copyright by Li Xinliang,3,知识回顾2:LU-SGS,Step 1:求解,Step 2:求解,7.1 结构网格有限体
2、积法,有限体积法主要优势:处理复杂网格,差分法处理复杂外形 坐标变换,无粘项需要计算9次导数,计算量大;守恒性被破坏,(1),两端同乘,无粘项仅需计算三次导数,Copyright by Li Xinliang,5,均匀流场,数值解(误差),未必为0,几何诱导误差:对于均匀场,实际问题:外形复杂,光滑的结构网格生成困难,不易保障几何守恒性,坐标变换函数必须足够光滑 否则损失精度,Copyright by Li Xinliang,6,1.基本概念,1)控制体,节点(中心)型控制体与网格型控制体,Copyright by Li Xinliang,7,2)积分型控制方程,在控制体上积分,物理含义:控制
3、体内总质量/动量/能量的增加=穿过控制体边界流入的净质量/动量/能量,无粘通量,粘性通量,Copyright by Li Xinliang,8,物理含义:单位时间内,无粘流动流过垂直于n方向的单位面积的质量、动量和能量,法向速度,Copyright by Li Xinliang,9,3)有限体积法中物理量的含义,4)残差,残差=净通量=右端项,含义:控制体内的平均量(平均质量密度、平均动量密度、平均能量密度),控制体几何中心处的当地密度、动量密度、能量密度,二阶精度近似,Copyright by Li Xinliang,10,2.无粘通量的计算,常用方法(流过AB边的通量):a.利用周围点的值,计算出(I+1/2,J)点处的物理量;b.利用该处的物理量,计算出流过AB边的流通量,方法1:中心型有限体积法,人工粘性项,