数値流体力学における動的解適応格子形成法と三次元非定常衝撃波境界層干渉への適用

计算流体动力学动态解自适应网格形成方法及其在三维非定常激波边界层干扰中的应用

• 批准号: 07650203
• 负责人: 松野 謙一
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650203/
• 关键词: 数値流体力学; 格子形成法; 流体工学; 超音速流

本課題の目的は、流れ(解)の性質に対応して、流れの急峻なところでは密に、流れの穏やかな領域では粗となるように自動的に格子を形成する解適応格子形成法および流れの数値計算法両者からアプローチすることにより、効率的な動的解適応格子形成法を確立することである。またその方法を3次元の衝撃波境界層干渉問題に適用し流れの物理を解明することである。本課題において、以下の研究実績を挙げることができた。まず解適応格子形成法に関して、研究代表者が考案した楕円型偏微分方程式を用いた解適応格子形成法に、従来以上に効果的に格子分布の制御が可能となるように新しい擬似圧力分布の概念を導入した。その結果衝撃波部分における格子制御は従来より容易に且つ効率的に行えるようになった。その新しい方法を2次元衝撃波干渉問題で確立した後、3次元管内の衝撃波・衝撃波干渉問題に適用しその有効性を示した。次に計算スキームの面から、任意時間精度を持つ3次元有限体積法計算コードの検証を3次元衝撃波・境界層干渉問題を例に行い、実験値との比較、他者の計算法との比較により行い、有効性・妥当性を確認した。次に本コードを大迎角で壁に設置された翼型周りの流れに適用し境界層と衝撃波の3次元干渉現象を解析し流れの場の詳細を明らかにした。動的な解適応格子形成法と流れの計算法との動的な結合は確立したものの、非定常現象の数値計算は、予算の関係でスパコンが使用できずしたがってワークステーションで計算したため、メモリおよびCPU能力が不足し十分な計算ができないことがわかった。したがって本課題では定常現象に限定せざるを得なかった。そこで、解決策として解適応格子形成法に重畳格子法を組み合わせる新しい方法を考案しその方法の確立を行った。現在、本方法は非常に有効であることが明らかとなり、当初の非定常干渉現象へ応用を行っている。

This topic の purpose は, flow れ (solution) の properties に 応 seaborne し て, flow れ の urgent topped な と こ ろ で は に, flow れ の is one や か な field で は coarse と な る よ う に automatic を に grid form す る XieShi 応 grid formation method お よ び flow れ の the numerical computing method that struck か ら ア プ ロ ー チ す る こ と に よ り, sharper rate な move XieShi 応 を grid formation method to establish す る Youdaoplaceholder0 とである. Youdaoplaceholder0 <s:1> method を three-dimensional <s:1> impact wave boundary layer interference problem に applicable to <s:1> flow れ <s:1> physical を solution する する とである. The research achievements of this project are as follows: にお にお て. ま ず XieShi 応 grid formation method に masato し て representatives, research が test case し た 楕 has drifted back towards &yen; type partial differential equations を with い た XieShi に forming method, 従 応 grid above に unseen に grid distribution of fruit の suppression が may と な る よ う に new し い quasi pressure distribution の concept を import し た. The そ そ result in the impact wave part of the における grid being able to control the 従 従 to the よ, which is easy to に and the <s:1> efficiency of the に rows えるようになった. そ の new し method い を 2 dimensional blunt shock wave dry involved problems で establish し た の, 3 dimensional tube after shock wave, impact and shock wave dry involved problems に applicable し そ の have sharper sex を shown し た. Time に computing ス キ ー ム の surface か ら, at any time precision を つ 3 dimensional finite volume method to calculate コ ー ド の 検 card を 3 dimensional blunt shock wave, boundary layer of dry matter involved を に い, be 験 numerical と の と calculation method of comparison, the other の の is に よ り line い, have sharper, justice を confirm し た. Time に this コ ー ド を wall of large Angle of attack で に set さ れ た airfoil weeks り の flow れ に applicable し boundary layer と blunt shock wave の analytical し flow phenomenon of three yuan dry involved を れ の field の detailed を Ming ら か に し た. Forming method と flow moving な XieShi 応 grid れ の calculation method と の move な combined は establish し た も の の, the unsteady phenomena の the numerical computing は, is の masato is で ス パ コ ン が use で き ず し た が っ て ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン で computing し た た め, メ モ リ お よ び CPU capacity が し very な calculated が で き な い こ と が わ か っ た. Youdaoplaceholder1 たがって The constant phenomenon of this subject で limits せざるを to な った った った. And solve by そ こ で と し て XieShi 応 grid formation に heavy 畳 grid method を group み close わ せ る new し い method を test case し そ の way の line established を っ た. Now, this method is very に は have sharper で あ る こ と が Ming ら か と な り, dry when の unsteady phenomenon involved へ 応 line with を っ て い る.

项目成果

Kenichi Matsuno: "Vertex-Centered Finite Volume Methcd for 2-D Compressible Flows" Proc. 6th Iut. Symp. on CFD. 2. 782-787 (1995)

Kenichi Matsuno：“二维可压缩流的顶点中心有限体积方法”Proc。

荒賀隆: "移動衝撃波を含む流れにおける重畳格子法の内挿誤差" 日本機械学会論文種,B編. 61. 1258-1263 (1995)

Takashi Araga：“包含移动冲击波的流动中叠加网格法的插值误差”，日本机械工程师学会论文，B 版 61. 1258-1263 (1995)。

Kenichi Matsuno: "Actual Nuwerical Accuracy of an Iterative Scheme for Solving Evolu tion Eguations with Applications to Baundary-Layer Flow" Trans.of Japan Saciety for Aeronautics and Space Science. 38. 311-322 (1996)

Kenichi Matsuno：“应用边界层流求解演化方程的迭代方案的实际数值精度”Trans.of Japan Society for Aeronautics and Space Science。

松野謙一: "楕円型方程式を用いた適合応格子生成法" 日本航空宇宙学会誌. 43. 26-31 (1995)

Kenichi Matsuno：“使用椭圆方程的自适应网格生成方法”日本航空学会杂志 43. 26-31 (1995)。

Kenichi Matsuno: "Overset Adsptive-Grid Methcd with Applications to Compressible Fiows" Proc.6th Iut.Symp.on CFD. 2. 788-793 (1995)

Kenichi Matsuno：“重叠自适应网格方法及其在可压缩流中的应用”Proc.6th Iut.Symp.on CFD。