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高超声速横向喷流的三维数值模拟

国防科技大学学报 2003年第5期25卷 14-17页

作者：田正雨范晓墙李桦国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

采用有限体积法,结合半隐的Harten TVD格式和Baldwin Lomax代数湍流模型,求解了三维全N S方程,计算了超声速气流干扰流场,并与实验数据进行了比较,模拟清晰地捕捉到喷流附近复杂波系结构和旋涡结构,并且显示出了弹体表面受到喷流影响的... 详细信息

采用有限体积法,结合半隐的Harten TVD格式和Baldwin Lomax代数湍流模型,求解了三维全N S方程,计算了超声速气流干扰流场,并与实验数据进行了比较,模拟清晰地捕捉到喷流附近复杂波系结构和旋涡结构,并且显示出了弹体表面受到喷流影响的区域,说明横向喷流干扰对弹体影响非常大。

关键词：横向喷流 N-S方程 Harten-TVD格式分离高超声速飞行器三维数值模拟

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六类高超声速激波-激波干扰的数值模拟研究

空气动力学学报 2004年第3期22卷 361-364页

作者：田正雨李桦范晓樯国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

基于粘性全N S方程,利用有限体积法进行数值离散,对Ⅰ到Ⅵ六种类型的激波-激波干扰现象进行了数值模拟,其中采用了二阶Harten TVD格式,LU隐式算法以及Baldwin Lomax代数湍流模型。每种类型都得到了清晰的干扰流场结构,其中Ⅳ型干扰的模... 详细信息

基于粘性全N S方程,利用有限体积法进行数值离散,对Ⅰ到Ⅵ六种类型的激波-激波干扰现象进行了数值模拟,其中采用了二阶Harten TVD格式,LU隐式算法以及Baldwin Lomax代数湍流模型。每种类型都得到了清晰的干扰流场结构,其中Ⅳ型干扰的模拟结果与实验结果进行了比较,符合较好。数值模拟结果的对比指出,由入射位置差异引起的不同类型激波-激波干扰结构有很大不同,对壁面压强分布的影响也存在较大差异。

关键词：激波干扰高超声速 TVD格式流场结构 N-S方程有限体积法湍流模型二阶数值离散隐式

流场自适应叉树网格数值模拟三维复杂超声速流场

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计算物理 2006年第3期23卷 361-365页

作者：田正雨李桦潘沙国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

建立了基于分区结构网格的三维贴体叉树形网格的数据结构,并阐述了在此基础上进行自适应分裂/合并判别方法.为节省网格量和保证流场结构捕捉质量,提出对自适应程度进行区域性控制,以及对流场结构进行“保护”性预加密的优化方式.通过应... 详细信息

建立了基于分区结构网格的三维贴体叉树形网格的数据结构,并阐述了在此基础上进行自适应分裂/合并判别方法.为节省网格量和保证流场结构捕捉质量,提出对自适应程度进行区域性控制,以及对流场结构进行“保护”性预加密的优化方式.通过应用该网格对三维复杂超声速流场算例的计算,证明该方法对网格加密控制方便,对流场结构分辨率高.

关键词：自适应叉树网格各向异性三维激波/激波干扰

“湍流理论与模拟”课程思政元素融入的教学设计探索

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“湍流理论与模拟”课程思政元素融入的教学设计探索

第四届全国高等学校航空航天类专业教育教学研讨会

作者：谢文佳田正雨国防科技大学空天科学学院

理工科课程的思政教育是实现高校全面思政建设的关键,是实现全程育人、全方位育人的重要环节。本文以航空航天类专业普遍开设的"湍流理论与模拟"课程为例,分析了课程思政的内容建设。在此基础上,探讨了在"湍流理论与模拟"课程中如何开... 详细信息

理工科课程的思政教育是实现高校全面思政建设的关键,是实现全程育人、全方位育人的重要环节。本文以航空航天类专业普遍开设的"湍流理论与模拟"课程为例,分析了课程思政的内容建设。在此基础上,探讨了在"湍流理论与模拟"课程中如何开展课程思政的教学设计,为航空航天类专业课程思政元素的有效融入,提供了一种可行的参考。

关键词：课程思政教学设计思政元素理工科立德树人

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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任意多面体的快速非结构网格生成算法

国防科技大学学报 2013年第6期35卷 20-24页

作者：刘枫李桦田正雨潘沙国防科技大学航天科学与工程学院湖南长沙410073

对于包含复杂气动外形的CFD数值模拟,网格生成是其中的关键,快速稳定的网格生成技术是其中的重要组成部分。建立了基于可视面的适用于任意多面体的快速初始化算法;改进了Delaunay生成算法后使用Delaunay改进生成算法细化网格,讨论了网... 详细信息

对于包含复杂气动外形的CFD数值模拟,网格生成是其中的关键,快速稳定的网格生成技术是其中的重要组成部分。建立了基于可视面的适用于任意多面体的快速初始化算法;改进了Delaunay生成算法后使用Delaunay改进生成算法细化网格,讨论了网格质量判定依据对网格生成的影响,通过开发Delaunay面交换技术优化网格生成过程;建立了基于顶点弹簧理论的网格优化方法,以提高网格生成的质量。结果表明,本文建立的算法效率较高。

关键词：任意多面体非结构网格阵面推进 Delaunay 网格细化

基于MPI+CUDA的异构并行可压缩流求解器

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国防科技大学学报 2014年第1期36卷 6-10页

作者：刘枫李桦田正雨潘沙国防科技大学航天科学与工程学院湖南长沙410073 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

在CPU/GPU异构体系结构计算集群上,建立了基于MPI+CUDA的异构并行可压缩流求解器。讨论了异构结构上的可压缩流并行算法的并行模式,在CPU上执行计算密集度低、指令复杂的计算任务,在GPU上执行计算密集度高、指令单一的计算任务。通过数... 详细信息

在CPU/GPU异构体系结构计算集群上,建立了基于MPI+CUDA的异构并行可压缩流求解器。讨论了异构结构上的可压缩流并行算法的并行模式,在CPU上执行计算密集度低、指令复杂的计算任务,在GPU上执行计算密集度高、指令单一的计算任务。通过数个算例,对比了异构并行计算和传统CPU并行计算计算结果和计算效率。将该算法运用于高超声速流动的数值模拟中,数值结果显示,基于MPI+CUDA的异构并行可压缩流求解器鲁棒性好,计算效率较CPU同构并行计算提高10倍以上。

关键词：消息传递接口统一计算设备架构异构计算可压缩流

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三维各向异性叉树网格流场自适应算法研究

计算力学学报 2006年第6期23卷 794-799页

作者：田正雨李桦李晓宇国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

建立了三维叉树形网格的数据结构,并将结构网格的有限体积法引入到叉树网格中,建立了相应的NS方程求解方法。在此基础上完善了包括各向异性自适应判别、合并/分裂、网格优化等步骤的算法,并提出了对流场结构进行“保护”性加密的优化加... 详细信息

建立了三维叉树形网格的数据结构,并将结构网格的有限体积法引入到叉树网格中,建立了相应的NS方程求解方法。在此基础上完善了包括各向异性自适应判别、合并/分裂、网格优化等步骤的算法,并提出了对流场结构进行“保护”性加密的优化加密方式。基于自适应叉树网格对高超声速横向喷流流场进行了数值模拟,捕捉到细致的流场结构,并将壁面压力系数计算值与文献试验值比较,得到了很好的模拟效果,具有较高的流场分辨精度。

关键词：叉树网格自适应各向异性横向喷流

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一类新型激波捕捉格式的耗散性与稳定性分析

物理学报 2015年第2期64卷 316-323页

作者：谢文佳李桦潘沙田正雨国防科学技术大学航天科学与工程学院长沙410073

高超声速流动是高复杂性的可压缩黏性流动,其中存在激波、剪切层、激波/激波干扰、激波/边界层干扰、旋涡与分离流动等复杂流场结构.对其进行准确模拟需要使用低耗散、强鲁棒性的激波捕捉方法.本文基于一类新型的通量项分裂方法,提出了... 详细信息

高超声速流动是高复杂性的可压缩黏性流动,其中存在激波、剪切层、激波/激波干扰、激波/边界层干扰、旋涡与分离流动等复杂流场结构.对其进行准确模拟需要使用低耗散、强鲁棒性的激波捕捉方法.本文基于一类新型的通量项分裂方法,提出了一种耗散低且鲁棒性好的激波捕捉格式K-CUSP-X.对该格式的耗散性和激波稳定性进行了详细的理论分析,得到了格式激波稳定的数值条件.推论认为,迎风格式激波稳定的充分条件为速度扰动量具有衰减性,数值实验验证了该推论.研究表明,该格式与Toro提出的通量分裂格式K-CUSP-T相比,在保证精确捕捉接触间断的同时,又具有更好的稳定性,在激波处不会产生"红玉"现象.

关键词：高超声速激波捕捉接触间断激波不稳定

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基于TVD思想的高阶迎风紧致格式

国防科技大学学报 2013年第6期35卷 9-14页

作者：王文龙李桦刘枫田正雨国防科技大学航天科学与工程学院湖南长沙410073

紧致格式具有模板紧凑、精度高的特点,然而直接应用该格式捕捉激波会产生虚假振荡。解决该问题有多种思路,本文着重研究基于TVD思想的紧致方法。推导了两种5阶迎风紧致格式,并采用Fourier分析比较其耗散与色散特性。采用保单调保精度方... 详细信息

紧致格式具有模板紧凑、精度高的特点,然而直接应用该格式捕捉激波会产生虚假振荡。解决该问题有多种思路,本文着重研究基于TVD思想的紧致方法。推导了两种5阶迎风紧致格式,并采用Fourier分析比较其耗散与色散特性。采用保单调保精度方法和限制器两种不同的TVD方法,进行算例验证。计算结果表明,应用TVD方法后,格式对激波、接触间断分辨率好且鲁棒性增强,但不同的TVD方法仍存在精度降低、耗散不足等问题。

关键词：紧致格式激波捕捉 TVD方法