基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格氣液兩相流數(shù)值方法及并行計(jì)算研究與軟件開(kāi)發(fā).pdf

1、氣液兩相流廣泛地存在于能源、動(dòng)力、核能、石油、化工、制冷、冶金、航天和環(huán)境保護(hù)等許多工業(yè)領(lǐng)域中，研究氣液兩相流運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)具有重要指導(dǎo)意義。目前對(duì)氣液兩相流動(dòng)進(jìn)行很多的理論研究和實(shí)驗(yàn)研究，數(shù)值研究方法較少，而且主要依賴(lài)商業(yè)軟件或者在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格下進(jìn)行，使得其應(yīng)用受到限制。本文主要展開(kāi)了基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格氣液兩相流動(dòng)數(shù)值模擬方法的研究。 研究了基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格通用輸運(yùn)方程的數(shù)值求解方法，包括輸運(yùn)方程的離散格式，邊界條件處理方法，

2、壓力速度耦合SIMPLE求解方法，詳細(xì)討論了影響界面流量計(jì)算的重要因素。對(duì)不同物性材料耦合流場(chǎng)及溫度場(chǎng)求解方法及實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行了討論。 研究了大型稀疏線(xiàn)性方程求解方法。研究表明在計(jì)算流體力學(xué)(CFD)中，線(xiàn)性方程組的求解方法占總CPU時(shí)間的60％以上，提高線(xiàn)性方程組的求解速度是提高數(shù)值計(jì)算總體性能的關(guān)鍵所在。本文研究了一種聚合型代數(shù)多重網(wǎng)格方法，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算程序，提高了線(xiàn)性方程組的求解速度，該方法的另一個(gè)特點(diǎn)是可以方便的實(shí)現(xiàn)

3、并行處理，這也是本文所關(guān)心的另一個(gè)重要特性。 基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格開(kāi)發(fā)了流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算平臺(tái)，在此平臺(tái)上對(duì)一些經(jīng)典的算例進(jìn)行了驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果與理論和實(shí)驗(yàn)吻合很好。同時(shí)與大型商業(yè)軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，本文開(kāi)發(fā)的平臺(tái)各方面性能表現(xiàn)良好。 詳細(xì)研究了氣液兩相流動(dòng)的雙流體模擬方法，包括氣液兩相流的湍流封閉模型，相間作用力模型以及相變模型。同時(shí)還對(duì)軸對(duì)稱(chēng)數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行了研究，并將此模型添加到數(shù)值計(jì)算平臺(tái)中，節(jié)省了計(jì)算資源，提高了計(jì)