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二维超声速剪切层的非线性失稳过程分析

空气动力学学报 2002年第3期20卷 282-288页

作者：罗俊荣沈清张涵信中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

利用直接数值模拟方法 ,模拟了二维超声速剪切流动中的小扰动波随时间发展在空间上的传播过程 ,由此分析其稳定性。通过相图分析、李雅普诺夫指数分析和分维分析 ,本文得到了二维超声速自由剪切层流动由线性到非线性失稳过程的数学特征... 详细信息

利用直接数值模拟方法 ,模拟了二维超声速剪切流动中的小扰动波随时间发展在空间上的传播过程 ,由此分析其稳定性。通过相图分析、李雅普诺夫指数分析和分维分析 ,本文得到了二维超声速自由剪切层流动由线性到非线性失稳过程的数学特征。结果分析表明 ,在本文的计算条件下 ,二维超声速混合层流动在失稳过程中出现了间歇现象。

关键词：超声速剪切层非线性失稳混合流动直接数值模拟

双重加权实质无波动激波捕捉格式的改进和应用

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空气动力学学报 2003年第4期21卷 399-407页

作者：宗文刚邓小刚张涵信中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

本文重新研究了双重加权实质无波动(DWENO)激波捕捉格式的构造过程,对模板光滑系数的定义,以及两重权值的计算方法进行了改进,并通过一维Riemann问题测试了这些改进,确定了参数的选择范围。最后,本文将改进后的DWENO(r=3)格式进一步应... 详细信息

本文重新研究了双重加权实质无波动(DWENO)激波捕捉格式的构造过程,对模板光滑系数的定义,以及两重权值的计算方法进行了改进,并通过一维Riemann问题测试了这些改进,确定了参数的选择范围。最后,本文将改进后的DWENO(r=3)格式进一步应用于一维、二维典型问题的数值模拟,并比较了DWENO格式和WENO格式的精度和分辨率。

关键词：双重加权实质无波动激波捕捉格式 DWENO格式数值模拟计算

高速飞行器流场和固体结构温度场一体化计算新方法的初步研究

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空气动力学学报 2002年第4期20卷 422-427页

作者：耿湘人张涵信沈清高树椿中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

本文探索和研究了一种不需作流/固耦合迭代的一体化计算方法,通过将气体流动和固体结构传热用统一的方程组进行描述,并用统一的方法进行求解,避免了流/固之间的耦合迭代问题。为了验证该数值方法的可靠性,本文对高焓高超声速气流绕二维... 详细信息

本文探索和研究了一种不需作流/固耦合迭代的一体化计算方法,通过将气体流动和固体结构传热用统一的方程组进行描述,并用统一的方法进行求解,避免了流/固之间的耦合迭代问题。为了验证该数值方法的可靠性,本文对高焓高超声速气流绕二维不锈钢圆管的流动、气动加热以及结构热响应问题进行了计算,结果与实验符合良好。

关键词：飞行器流场计算数值模拟热传导一体化有限差分方法

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关于CFD验证确认中的不确定度和真值估算

空气动力学学报 2010年第1期28卷 39-45页

作者：张涵信查俊中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000 国家计算流体力学实验室北京100191

本文回顾了CFD验证、确认中不确定度的概念和研究方法,CFD的不确定度尚无表达式可以使用。本文也讨论了现在正在进行的实验验证,对各个参加验证的软件,如何作出定量的精度评价也缺乏原则。针对这些情况,我们在不改变不确定度定义的前提... 详细信息

本文回顾了CFD验证、确认中不确定度的概念和研究方法,CFD的不确定度尚无表达式可以使用。本文也讨论了现在正在进行的实验验证,对各个参加验证的软件,如何作出定量的精度评价也缺乏原则。针对这些情况,我们在不改变不确定度定义的前提下,对不确定度作了新的解读,即不确定度可解读为计算值或实验值与真值准确到前n位,从而可给出不确定度的表达式和真值估算的原则。并根据大样本数据的统计理论,对真值认为接近数学期望,从而给出准确到n位真值的计算方法。这个方法,可用于计算结果的检验,例如当模型一定时,可用此法寻求计算方法的真值,对算法进行检验;如算法一定模型改变时,也可用于检验模型的可靠性。利用这种方法,在没有实验结果的情况下,也可评价各计算软件的质量。这个方法当然也可以运用处理实验数据。因为CFD中计算模型是人为建立的,虽然可以检验它的解是否正确,但与物理情况是否一致,并未得到回答。因此,开展实验验证是必需的。

关键词： CFD 不确定度真值估算

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双重加权实质无波动激波捕捉格式

空气动力学学报 2003年第2期21卷 218-225页

作者：宗文刚邓小刚张涵信中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

本文构造了一种新的加权激波捕捉格式,命名为双重加权实质无波动(DoubleWeightedEssentiallyNon-Oscillatory,简称DWENO)格式。DWENO格式不需要引进最优权值,并且可以递推地达到任意高阶精度。文中给出了典型算例的计算结果,这些结果表... 详细信息

本文构造了一种新的加权激波捕捉格式,命名为双重加权实质无波动(DoubleWeightedEssentiallyNon-Oscillatory,简称DWENO)格式。DWENO格式不需要引进最优权值,并且可以递推地达到任意高阶精度。文中给出了典型算例的计算结果,这些结果表明DWENO格式具有高于WENO格式的间断分辨率。

关键词：双重加权实质无波动激波捕捉格式 WENO格式高阶精度 DWENO格式光滑流场

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关于CFD高精度保真的数值模拟研究

空气动力学学报 2016年第1期34卷 1-4页

作者：张涵信中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

本文由四部分组成。第一部分研究了利用高阶格式、网格、物理模型和高性能计算机求解NS方程时,计算数据的高精度保真性的要求以及高精度保真的指标。第二部分研究了利用大规模计算开展大涡模拟和直接数值模拟存在的问题。第三部分分析... 详细信息

本文由四部分组成。第一部分研究了利用高阶格式、网格、物理模型和高性能计算机求解NS方程时,计算数据的高精度保真性的要求以及高精度保真的指标。第二部分研究了利用大规模计算开展大涡模拟和直接数值模拟存在的问题。第三部分分析了在高雷诺数下NS方程计算方法和网格的关系。最后提出了建立计算数值验证、确认的新方法。

关键词：保真高精度大涡模拟(LES) 网格和格式的关系验证确认

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多孔介质中热对流的分叉机理研究

力学学报 1994年第2期26卷 129-138页

作者：张涵信中国空气动力研究与发展中心

本文利用解析分析方法研究了数值模拟发现的多孔介质层中出现的对流分叉机理，指出控制方程中的Ｒａｙｌｅｉｇｈ数，是决定流动的特征参数。当Ｒａｙｌｅｉｇｈ数小于临界数值时，多孔介质内流动处于静止传热状态，并且这种状态是稳定... 详细信息

本文利用解析分析方法研究了数值模拟发现的多孔介质层中出现的对流分叉机理，指出控制方程中的Ｒａｙｌｅｉｇｈ数，是决定流动的特征参数。当Ｒａｙｌｅｉｇｈ数小于临界数值时，多孔介质内流动处于静止传热状态，并且这种状态是稳定的。如果Ｒａｙｌｅｉｇｈ数大于临界数值，非线性方程出现分叉解，文中指出，存在多个使平凡解失稳而分叉的临界Ｒａｙｌｅｉｇｈ数，当Ｒａｙｌｅｉｇｈ数由小到大经历这些临界数值时，其由平凡解发展起来的分叉解的流态，依次由单回流区转变为双回流区及三回流区。理论分析给出了分叉解和分叉解的振幅方程，阐明了分叉的机理，其结论和数值结果定性一致．

关键词：分叉理论多孔介质数值模拟渗流

求解Boltzmann模型方程的气体运动论大规模并行算法

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计算物理 2008年第1期25卷 65-74页

作者：李志辉张涵信国家计算流体力学实验室

研究各流域三维流动问题的Boltzmann模型方程计算方法,建立直接求解分子速度分布函数的气体运动论耦合迭代数值格式;基于变量依赖关系、数据通信与并行可扩展性分析,使用区域分解并行化方法,建立气体运动论数值算法并行方案,发展求解各... 详细信息

研究各流域三维流动问题的Boltzmann模型方程计算方法,建立直接求解分子速度分布函数的气体运动论耦合迭代数值格式;基于变量依赖关系、数据通信与并行可扩展性分析,使用区域分解并行化方法,建立气体运动论数值算法并行方案,发展求解各流域三维绕流问题的气体运动论并行算法.拟定高低不同马赫数下来自不同流域的三维球体及返回舱绕流算例,进行高性能Fortran(HPF)大规模并行计算,将计算结果与有关实验数据、相关理论预测等进行比较分析,研究揭示不同流区复杂绕流现象及流动机理.研究表明,所发展的气体运动论并行算法具有很好的并行独立性,基本达到线性加速的并行效果,显示出良好的并行可扩展性.

关键词： Boltzmann模型方程速度分布函数离散速度坐标法有限差分方法并行计算

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真实气体流动的相似规律

空气动力学学报 1990年第1期8卷 1-8页

作者：张涵信中国空气动力研究与发展中心

本文从具有化学反应的NS方程出发导出了真实气体流动的相似律,分别给出了高温空气非平衡流、平衡流和冻结流的相似参数。文中还讨论了航天飞机轨道器各种Mach数范围内的真实气体流动的相似参数和实验模拟问题。

关键词：真实气体相似律流动航天器