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一维浅水方程的强和谐riemann求解器

水动力学研究与进展（A辑） 2010年第2期25卷 231-238页

作者：宋利祥周建中邹强毕胜张勇传华中科技大学水电与数字化工程学院湖北武汉430074

处理底坡项是计算浅水动力学的重要任务之一。针对传统的底坡项处理技术在大起伏地形上的不足,通过计算底坡项对水深和动量通量的影响,并进行相应的分解,构造了集成底坡项的近似riemann求解器。该求解器具有强和谐性,即能保持任意流速... 详细信息

处理底坡项是计算浅水动力学的重要任务之一。针对传统的底坡项处理技术在大起伏地形上的不足,通过计算底坡项对水深和动量通量的影响,并进行相应的分解,构造了集成底坡项的近似riemann求解器。该求解器具有强和谐性,即能保持任意流速下的恒定流状态。同时,能保证水深计算值非负,有利于计算的稳定性。考虑了干湿界面中固壁、漫流等情况,适应动边界模拟。算例研究结果表明,该求解器能准确地处理底坡项,保证水深非负,和谐性好,激波捕获能力强,适应干湿界面计算,可模拟复杂混合流态问题,因而具有较好的推广应用价值。

关键词：浅水方程源项 riemann求解器和谐数值模拟

基于HLLC riemann求解器和重叠网格的三维可压缩粘性流场的计算

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应用力学学报 2015年第6期32卷 1025-1030 1105,1105页

作者：徐丽张开军上海电力学院数理学院上海200090

寻找准确捕捉激波和涡尾迹的高分辨率问题一直是计算流体力学领域具有挑战性的问题。本文基于HLLC近似riemann求解器,发展了一种计算三维可压缩粘性跨音速流场的计算方法。采用HLLC riemann求解器离散Reynolds平均Navier-Stoke方程的对... 详细信息

寻找准确捕捉激波和涡尾迹的高分辨率问题一直是计算流体力学领域具有挑战性的问题。本文基于HLLC近似riemann求解器,发展了一种计算三维可压缩粘性跨音速流场的计算方法。采用HLLC riemann求解器离散Reynolds平均Navier-Stoke方程的对流项,为提高精度,使用改进的五阶加权基本无振荡格式进行高阶重构。首先对三维固定翼绕流进行计算,然后结合静态重叠网格将方法成功推广到悬停旋翼绕流,并实现洞边界和人工外边界处高阶插值的直接进行。数值结果表明所发展方法能有效地捕捉激波,对桨尖涡也具有较高的分辨率。

关键词： Navier-Stoke方程 HLLC riemann求解器重叠网格激波涡尾迹

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求解多维欧拉方程的二阶旋转输运格式

空气动力学学报 2005年第3期23卷 326-329页

作者：孙宇涛任玉新清华大学工程力学系北京100084

提出了一个基于旋转近似riemann求解器的二阶精度迎风型有限体积方法。不同于“网格相关”(Grid-aligned)的有限体积方法或者维数分裂的有限差分方法,本格式在求解riemann问题时不依赖网格的方向,而是沿具有一定的物理意义的两个方向(... 详细信息

提出了一个基于旋转近似riemann求解器的二阶精度迎风型有限体积方法。不同于“网格相关”(Grid-aligned)的有限体积方法或者维数分裂的有限差分方法,本格式在求解riemann问题时不依赖网格的方向,而是沿具有一定的物理意义的两个方向(称为迎风方向)。我们发现当迎风方向取为控制体界面两侧速度差矢量方向(及与之正交的方向)时,该格式能够完全消除基于riemann求解器的通量差分裂格式存在的激波不稳定或者所谓“红斑”(carbuncle)现象。为了提高格式的时间和空间精度,我们通过在控制体界面处求解线化的广义riemann问题的方法体现输运过程对通量计算的影响。这种方案,使得我们有可能以此为基础,构造真正多维的有限体积型迎风格式。

关键词：数值模拟欧拉方程多维格式激波捕捉 riemann求解器 “红斑”现象

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基于自适应结构网格的二维浅水动力学模型

水动力学研究与进展（A辑） 2012年第6期27卷 667-678页

作者：张华杰周建中毕胜宋利祥华中科技大学水电与数字化工程学院武汉430074 珠江水利科学研究院广州510611

基于有限体积法建立了二维浅水动力学模型,提出了能够随着水波演进动态变化结构网格自适应算法,并依据网格自适应准则局部加密和消去网格,保证模型在计算效率与求解精度间取得平衡。空间上,采用水深-水位变量同时重构法定义界面底高程,... 详细信息

基于有限体积法建立了二维浅水动力学模型,提出了能够随着水波演进动态变化结构网格自适应算法,并依据网格自适应准则局部加密和消去网格,保证模型在计算效率与求解精度间取得平衡。空间上,采用水深-水位变量同时重构法定义界面底高程,引入梯度限制器策略,利用近似riemann的HLLC型求解器计算界面数值通量;时间上,采用多步时间格式Runge-Kutta法。采用底坡项中心近似,并引入附加源项,保证数值格式的和谐性。运用改进的半隐式格式处理阻力源项,提高模型稳定性。经典型算例模拟结果表明,数值模型稳定性与和谐性较好,有较好的地形自适应能力,能够推广应用于复杂地形下水流计算。

关键词：二维浅水方程自适应结构网格 riemann求解器 Godunov格式和谐性

基于有限体积法Godunov格式的水锤计算模型

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水利水电科技进展 2019年第1期39卷 76-81页

作者：赵越周领刘德有张永会王家泽曹云潘天文河海大学水利水电学院江苏南京210098 国网新源控股有限公司白山抽水蓄能电站吉林吉林132013

针对管道内水锤问题,基于一阶和二阶Godunov格式的有限体积法建立数学模型并进行模拟分析。采用riemann求解器对离散通量进行求解,同时在计算中引入对流项;采用MUSCL-Hancock方法进行重构得到二阶精度的Godunov格式,为了避免虚假振荡引... 详细信息

针对管道内水锤问题,基于一阶和二阶Godunov格式的有限体积法建立数学模型并进行模拟分析。采用riemann求解器对离散通量进行求解,同时在计算中引入对流项;采用MUSCL-Hancock方法进行重构得到二阶精度的Godunov格式,为了避免虚假振荡引入MINMOD斜率限制器;提出了虚拟边界的处理方法,实现了计算区域的所有节点和边界的统一计算。计算分析表明,虚拟边界法既保证了计算结果的精确性,又避免了边界处理的复杂性;一阶Godunov格式与传统的特征线法计算结果一致;当库朗特数小于1时,一阶Godunov格式和特征线法的瞬变压力可能出现严重的数值耗散,但二阶Godunov格式可有效抑制数值衰减从而得到更为准确稳定的计算结果;在马赫数很小的情况下,对流项对模拟结果的影响可忽略。

关键词：水锤有限体积法 Godunov格式 riemann求解器 MUSCL-Hancock方法对流项虚拟边界

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求解多维欧拉方程的二阶旋转输运格式

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