一种高效组装雅可比矩阵的隐式间断有限元流场模拟方法技术

本发明专利技术涉及间断有限元流场模拟领域，具体涉及一种高效组装雅可比矩阵的隐式间断有限元流场模拟方法，包括：针对三维机翼粘性绕流过程，获取流体力学控制方程及边界条件；对流场计算区域进行网格剖分；将流体力学控制方程转换为间断有限元半离散方程并获取稀疏线性方程组；对单元边界进行着色，将不同颜色的单元边界设置为不同的分组；获取所述间断有限元半离散方程的雅可比矩阵；求解所述稀疏线性方程组，更新流场变量进行时间推进；直到满足流场稳定条件，获取三维机翼粘性绕流过程的流场模拟结果；本发明专利技术能够避免频繁动态分配内存带来的性能损失，提高组装雅可比矩阵的效率，进而提高隐式间断有限元流场模拟的计算效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及间断有限元流场模拟领域，具体涉及一种高效组装雅可比矩阵的隐式间断有限元流场模拟方法。

技术介绍

1、目前计算流体力学(computational fluid dynamics，cfd)已经广泛应用于包括航空航天、大气模拟在内的多个工业领域。近二十年来，以间断有限元(discontinuousgalerkin methods，dg)为代表的高精度流场算法吸引了众多科研人员和工程师的兴趣和关注。间断有限元方法具有能处理复杂边界和悬点、紧致、天然适合并行、适合进行hp自适应等优点，是高精度算法中的热门，并被成功应用到多个领域。

2、间断有限元法对控制方程在空间上进行离散，时间方向上主要有显式时间离散和隐式时间离散两种方法。常见的显式时间离散包括一阶向前欧拉(forward euler)、多步龙格库塔(runge-kutta)等方法，隐式时间离散主要是一阶向后欧拉方法(backward euler)。尽管显式时间离散实现简单，然而其对cfl的限制非常苛刻，往往需要数千或上万步才收敛，这在实际应用中是不可忍受的。此外对于定常问题，时间离散不本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高效组装雅可比矩阵的隐式间断有限元流场模拟方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高效组装雅可比矩阵的隐式间断有限元流场模拟方法，其特征在于：步骤S1中所述流体力学控制方程为针对三维机翼粘性绕流过程的Navier-Stokes方程：

3.根据权利要求1所述的高效组装雅可比矩阵的隐式间断有限元流场模拟方法，其特征在于：步骤S1，当对流场计算区域进行二维网格剖分时，所述单元边界为单元边，当对流场计算区域进行三维网格剖分时，所述单元边界为单元面。

4.根据权利要求2所述的高效组装雅可比矩阵的隐式间断有限元流场模拟方法，其特征在于，步骤S2具体包...

【技术特征摘要】

1.一种高效组装雅可比矩阵的隐式间断有限元流场模拟方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高效组装雅可比矩阵的隐式间断有限元流场模拟方法，其特征在于：步骤s1中所述流体力学控制方程为针对三维机翼粘性绕流过程的navier-stokes方程：

3.根据权利要求1所述的高效组装雅可比矩阵的隐式间断有限元流场模拟方法，其特征在于：步骤s1，当对流场计算区域进行二维网格剖分时，所述单元边界为单元边，当对流场计算区域进行三维网格剖分时，所述单元边界为单元面。

4.根据权利要求2所述的高效组装雅可比矩阵的隐式间断有限元流场模拟方法，其特征在于，步骤s2具体包括：

5.根据权利要求4所述的高效组装雅可比矩阵的隐式间断有限元流场模拟方法，其特征在于，步骤s3中所述对所述单元边界进行着色具体包括：

6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晓峰，刘铁钢，张斌，王坤，陈迪荣，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：