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软件理论说明及功能介绍浙江大学航空航天学院二〇一一年十二月目录?软件主要功能介绍?软件理论基础说明?软件演示算例?项目组后续开发工作软件主要功能?包含多种湍流模型的,基于NS方程/Euler方程的常规气动力/气动热数值模拟。?结合嵌套网格技术的非定常气动力/气动热数值模拟,可处理多体分离等非定常问题。?结合动网格技术的非定常气动力/气动热数值模拟,可处理静气动弹性和动气动弹性问题。软件理论基础说明空间离散格式NS方程组空间离散分为无粘项和粘性项。本程序对粘性项采用二阶中心差分格式,对无粘项采用三阶迎风格式。具体来说,本软件采用的空间离散格式有基于MUSCL插值方法的FVS-VanLeer格式和FDS-Roe格式两种。FVS-VanLeer格式计算量小,计算效率高,具有较强的鲁棒性和捕捉激波的能力,但耗散大,粘性分辨率低。FDS-Roe格式的计算效率虽然略低,但具有很好的激波间断分辨率和优秀的粘性分辨率。因此该格式是本软件的推荐格式。时间推进格式时间推进格式分为显式格式和隐式格式。其中显式格式受稳定性限制,CFL数不可以取大,时间步长小,计算效率低。因此本程序采用的是隐式格式LU-SGS方法,保证了较高的计算效率。气动弹性计算涉及到非定常流动,而普通的LU-SGS方法仅具有一阶时间精度,当时间步长较大时会造成时间精度不足。本软件采用的LU-SGS伪时间子迭代方法通过在原LU-SGS方法中引入伪时间导数项,借助伪时间方向的子迭代技术,达到了二阶时间精度。湍流模型本软件包含的湍流模型如下:?零方程模型: Baldwin-Lomax模型, Degani-Schiff修正Baldwin-Lomax 模型。?一方程模型: Baldwin-Barth, Spalart-Almaras,包含分离涡模型。?二方程模型: Wilcox k-ω模型, Menter’s k-ω Shear Stress Transport(SST)模型, Abid k-ω模型, k-ω and k-ε Explicit Algebraic Stress Models(EASM), k-enstrophy模型。动网格算法在结构变形过程中需要利用已有网格和结构变形信息,通过动网格方法得到空间网格位移变化,最后将该位移变化叠加到原来网格而生成新的气动网格。本软件采用的两种动网格算法都可以保持较高的网格质量和计算效率。,表面的运动通过计算结果传递到各个单元点上。其中各单元的刚度随着与运动表面的距离改变。。,但计算量较大。