不可壓流體譜元法計算中的出口邊條件比較研究.pdf

1、廈門大學(xué)碩士學(xué)位論文不可壓流體譜元法計算中的出口邊條件比較研究姓名：陳欣慰申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：概率論與數(shù)理統(tǒng)計指導(dǎo)教師：許傳炬20010101I ．引言、預(yù)備知識本章簡單介紹計算流體力學(xué)、譜方法和出口邊條件等方面的基本研究內(nèi)容和研究現(xiàn)狀．流體力學(xué)成為獨(dú)立的一門科學(xué)是開始于1 8 世紀(jì)B e r n o u l f i 積E u l e r方程的建立，1 9 世紀(jì)初期和中期，N a v i e r 和S t o k e s 發(fā)表了粘性

2、流體的運(yùn)動方程式．1 9 世紀(jì)末，R e y n o l d s 發(fā)現(xiàn)了流體的兩種完全不同的流動狀態(tài)，即層流和紊流。2 0 世紀(jì)以來，這門科學(xué)發(fā)展很快，庫塔和儒可夫斯基發(fā)表了機(jī)翼的升力理論，P r a n d t l 提出邊界層理論，這些理論對流體力學(xué)開始脫離經(jīng)典的理論研究而與工程實(shí)際相結(jié)合起著很大的作用。此后，由于航空事業(yè)和其他工業(yè)的迅速發(fā)展，機(jī)翼理論、紊流理論、可壓縮流體運(yùn)動的理論和高速空氣動力學(xué)等都獲得了巨大的成就．計算流體力學(xué)是

3、由流體力學(xué)理論，計算機(jī)技術(shù)和數(shù)值方法等交叉產(chǎn)生的一門應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科，是繼理論分析和實(shí)驗(yàn)研究之后出現(xiàn)的研究流體力學(xué)及其應(yīng)用的第三種研究手段．關(guān)于一個物理現(xiàn)象的最可靠的資料常常是由實(shí)驗(yàn)得到的．試驗(yàn)結(jié)果感性可信，它是理論分析和數(shù)值方法的基礎(chǔ)，然而，實(shí)驗(yàn)往往受到模型尺寸，外界干擾、人身安全和測量精度的限制．此外，實(shí)驗(yàn)還面臨耗資巨大及周期長等問題．由于計算機(jī)技術(shù)和數(shù)值方法的發(fā)展。為復(fù)雜流體問題的計算機(jī)模擬提供了可能性．計算流體力學(xué)正逐漸超越理論分析

4、和實(shí)驗(yàn)研究，成為流體力學(xué)研究的主要手段．現(xiàn)在計算機(jī)巳能計算出飛機(jī)的全機(jī)壓力分布，并可獲得不可能從風(fēng)洞試驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)．對粘性不很重要的流動，如爆炸沖擊波的傳播等，數(shù)值計算已成為取得動態(tài)模擬的主要手段．在從飛行器設(shè)計到大氣和海洋的大范圍模擬的廣泛領(lǐng)域中，可以借助高性能計算機(jī)對流動現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值模擬．?dāng)?shù)值計算突出的長處是費(fèi)用少。周期短，很容易模擬真實(shí)條件和理想條件。但是，數(shù)值計算不僅依賴于計算機(jī)的性能及其結(jié)果的準(zhǔn)確性，還取決于合理的數(shù)學(xué)模型和