面向高超声速气动热数值模拟的区域分解计算方法和装置制造方法及图纸

本申请涉及一种面向高超声速气动热数值模拟的区域分解计算方法和装置。所述方法包括：读入网格文件和边界信息，并对流场参数进行初始化设置后，计算球头的激波脱体距离，取激波脱体距离的一段作为阈值进行计算区域的划分。在距物面小于阈值的区域内使用AMHLLCC格式进行计算，距离大于阈值的区域内使用HLL格式进行计算。本发明专利技术使用激波脱体距离的一段作为球头外形混合格式方法进行区域分解的阈值，提高了区域分解的容错率，避免了在区域分解计算时由于分解问题产生的边界层计算不准确和激波不稳定问题。确和激波不稳定问题。确和激波不稳定问题。

【技术实现步骤摘要】
面向高超声速气动热数值模拟的区域分解计算方法和装置


[0001]本申请涉及计算流体力学领域，特别是涉及一种面向高超声速气动热数值模拟的区域分解计算方法和装置。

技术介绍

[0002]随着计算流体力学的发展，数值模拟日益成为空气动力学研究以及飞行器气动布局设计的主要手段。对于超声速以及高超声速飞行器而言，由于其飞行马赫数较高，在飞行器周围由于高速气流被剧烈压缩形成激波。激波的出现严重影响了飞行器的气动热模拟的准确性与鲁棒性，因此为提高高超声速飞行器气动热模拟的准确性与鲁棒性，必须解决激波的准确模拟问题。
[0003]激波捕捉方法是在实际计算中应用广泛的一种激波模拟方法。基于弱解理论，激波捕捉方法可以在无需特别处理的情况下自然捕捉激波。具有清晰物理意义的Godunov型数值格式是著名的激波捕捉方法之一。Godunov格式的关键问题是黎曼问题的求解，由于欧拉方程的黎曼问题没有精确的闭合形式解，在实际计算中常采用近似黎曼解算器代替黎曼问题的精确解。常用的近似黎曼解算器根据不同的耗散性质可以分为两类：低耗散近似黎曼解算器与耗散性黎曼解算器。在对实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向高超声速气动热数值模拟的区域分解计算方法，其特征在于，所述方法包括：获取高超声速飞行器球头外形的网格信息、边界信息和预设的初始来流条件信息；根据飞行器球头的球头半径和所述来流信息得到脱体激波的脱体距离，根据所述脱体距离得到区域分解的阈值；在距离球头壁面大于所述阈值的第一区域，根据所述网格信息，所述边界信息和所述初始来流条件信息，通过HLL格式计算所述第一区域的第一数值通量；在距离球头壁面小于所述阈值的第二区域，根据所述网格信息，所述边界信息和所述初始来流条件信息，通过AMHLLC格式计算所述第二区域的第二数值通量；根据所述第一数值通量和所述第二数值通量，对所述初始来流条件信息进行更新，得到更新后的初始来流条件信息；根据所述更新后的初始来流条件信息通过区域分解的方式进行迭代计算，直到计算收敛，输出高超声速气动热数值模拟的流场计算结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取高超声速飞行器球头外形的网格信息、边界信息和预设的初始来流条件信息，包括：获取高超声速飞行器球头外形的网格信息、边界信息和预设的初始来流条件信息；所述初始来流条件信息包括来流速度和密度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据飞行器球头的球头半径和所述来流信息得到脱体激波的脱体距离，根据所述脱体距离得到区域分解的阈值，包括：根据飞行器球头的球头半径和所述来流信息得到脱体激波的脱体距离；以所述脱体距离的1/2为区域分解的阈值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据飞行器球头的球头半径和所述来流信息得到脱体激波的脱体距离，包括：根据飞行器球头的球头半径、所述来流信息和预设的球头形激波脱体距离公式得到脱体激波的脱体距离；所述球头形激波脱体距离公式为：其中，Δ为脱体激波的脱体距离，R为球头半径，Ma为来流马赫数，e为自然数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在距离球头壁面大于所述阈值的第一区域，根据所述网格信息，所述边界信息和所述初始来流条件信息，通过HLL格式计算所述第一区域的第一数值通量，包括：在距离球头壁面大于所述阈值的第一区域，根据所述网格信息，所述边界信息和所述初始来流条件信息，通过HLL格式计算所述第一区域的第一数值通量为：其中，ψ
R
和ψ
L
表示间断右侧和左侧的数值通量：
其中，q为垂直于网格界面的速度，q＝un
x
+vn
y
(u
K
,v
K
)为左右两侧速度矢量，n＝(n
x
,n
y
)为法向矢量；Q
L
、Q
R
分别是间断左侧和右侧的状态量；S
L
和S
R
指黎曼解的两个波速，分别对应间断的左侧和右侧，其估算公式为：S
L
＝min(q
L
‑
c
L
,q
R
‑
c
R
)S
R
＝max(q
L
+c
L
,q
R...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢文佳，任伟杰，田正雨，张烨，于航，杨帆，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：