A Deterministic Vortex Method on Dynamic Unstructured Grids
Date Issued
2004
Date
2004
Author(s)
Chueh, Chih-Che
DOI
zh-TW
Abstract
傳統的數值方法用來求解不可壓縮流時，會遭遇數值方面的不穩定，因此在本文中使用穩定性相當高之Chang 和 Chern之渦元法搭配有限體積法來求解不可壓縮流，其渦旋度方程式之對流項利用面積加權算則來處理；此外在格點產生方面，因為非結構網格在處理複雜的邊界外形時較為快速，所以我們利用非結構網格取代結構性網格。將Chang的渦元法結合非結構性網格，可以分析更複雜的幾何形狀，而不在是侷限在某些特定的基本幾何形狀。本文主要是在驗證並探討Chang的渦元法結合非結構性網格之正確性與可靠性，因此測試的幾何形狀還是停留在圓柱、方柱、機翼(NACA0012)。除此之外，還利用機翼作俯仰運動，來測試動態網格的可用性，用來分析運動中的物體。
本文計算圓柱瞬間啟動流場比較Chang的新演算法之一階準確與舊演算法之二階準確渦元法，發現對於非結構網格來說，由於擴散理論的標準取值方面對於舊演算法之二階準確有實際上困難，而原本Chang 和 Chern渦元法是在結構性網格上發展，由於網格形狀規則，故對 的正確估算較容易，但對於網格形狀不規則的非結構網格來說，準確估算 時有實際上的困難，若勉強按擴散理論的標準取值找出一接近的 ，此時據以計算所得之圓柱阻力係數與Chang 和 Chern作比較時，發現整體流場趨勢相同，但數值上皆有些差距，這顯示不能依擴散理論的標準取值獲正確之 引起了數值不收斂的問題。經改成使用新演算法之一階準確(new approach)時，由於使用完全顯式(fully explicit scheme) 方法，因此 不受擴散理論的標準取值限制，計算結果與之比較非常吻合，但 必須取的很小( 很大會造成顯式法的數值不穩定)。
Subjects
Vortex Method
渦元法
Type
thesis
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