ALE方法的二維數(shù)值模擬計算.pdf

1、本文簡要介紹了Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE)方法的研究歷史、現(xiàn)狀和應(yīng)用前景，詳細(xì)闡述了ALE方法的基本理論。ALE方法用于求解移動邊界問題，流體運(yùn)動通過原始變量Navier-Stokes方程描述,壓力采用Poisson方程形式。材料模型采用簡化的彈性－粘性－塑性系統(tǒng)。用有限差分的方法對計算區(qū)域進(jìn)行四邊形單元的網(wǎng)格劃分；利用權(quán)因子對平流通量進(jìn)行計算。 文中介紹了ALE方法,即ALE將Eule

2、rian方法和Lagrangian方法結(jié)合起來,它既具有Eulerian和Lagrangian方法的優(yōu)點(diǎn),因而它既能處理畸變較大的流動,又能提供流體內(nèi)部運(yùn)動的細(xì)節(jié),求解方法通用性較大。 通過對ALE方法的介紹，可以從理論和計算的的角度對ALE方法有了深刻的了解和認(rèn)識也為程序的編制奠定了重要的基礎(chǔ)。完成了二維ALE方法計算程序的調(diào)試，編制。應(yīng)用該程序?qū)σ痪S激波管、90°彎曲管進(jìn)行兩個實例對ALE方法進(jìn)行了驗證。球形容器的倒塌這個實

3、例驗證了ALE方法可對網(wǎng)格產(chǎn)生的大變形運(yùn)動的問題進(jìn)行數(shù)值模擬，數(shù)值模擬結(jié)果圖合理，與有關(guān)理論的解析結(jié)果和實驗結(jié)果基本相符，表明程序設(shè)計和編制是成功的。 借助于ALE方法的早期程序SALE的基本框架，編寫了適用于固體火箭發(fā)動機(jī)燃燒室流場分析的計算程序，求解氣相流動。算例為二維燃燒室的可壓流場。數(shù)值模擬的結(jié)果揭示了燃燒室內(nèi)瞬態(tài)流動的細(xì)節(jié)。此例驗證了采用ALE方法計算燃燒室的內(nèi)流場是可行的。此方法為下一步數(shù)值研究非定常非穩(wěn)態(tài)燃燒奠定了