АЛГОРИТМ АДАПТАЦИИ РАСЧЕТНОЙ СЕТКИ К ПОЛЮ ТЕЧЕНИЯ, СОДЕРЖАЩЕМУ ГОЛОВНОЙ СКАЧОК УПЛОТНЕНИЯ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Построение качественных расчетных сеток играет существенную роль в получении высокоточных результатов в задачах расчета внешнего обтекания тел высокоскоростным потоком. Приоритетной задачей является адаптация расчетной сетки к разрывам, в первую очередь к головным скачкам уплотнения. В настоящей работе рассмотрен вариант алгоритма адаптации расчетной сетки как механической системы с упругими связями к полю течения, содержащему головной скачок уплотнения. В результате применения алгоритма к типичной структурированной расчетной сетке происходит ее перестройка в областях большого градиента поля путем втягивания в область скачка сеточных линий с сохранением качества элементов сетки. Рассмотренные задачи показывают возможность применения описанного алгоритма к реальным задачам обтекания тел. Библ. 24. Фиг. 6.

Об авторах

И. В Воронич

ФИЦ ИУ РАН

Email: i.voronich@frccsc.ru
Москва, Россия

Н. С Смирнова

ФИЦ ИУ РАН

Email: nsmirnova@frccsc.ru
Москва, Россия

В. А Титарев

ФИЦ ИУ РАН

Email: vladimir.titarev@frccsc.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Thompson J.F., Warsi Z.U.A., Mastin C.W. Numerical grid generation: Foundations and Applications. North Holland, 1985.
  2. Молчанов А.М., Щербаков М.А., Янышев Д.С., Куприков М.Ю., Быков Л.В. Построение сеток в задачах авиационной и космической техники. Учебное пособие. М.: МАИ, 2013.
  3. Chawner J.R., Michal T., Slotnick J.P., Rumsey C.L. Summary of the 1st AIAA Geometry and Mesh Generation Workshop (GMGW-1) and Future Plans. AIAA Paper 2018-0128.
  4. Ворожцов Е.В., Яненко Н.Н. Методы локализации особенностей в вычислительной газодинамике. Новосибирск, 1985.
  5. Garanzha V.A. Variational principles in grid generation and geometric modelling: theoretical justifications and open problems //Numerical Linear Algebra with Applications. 2004. V 11, № 5—6. P 535-563.
  6. Sheshadri A., Crabill J., Jameson A. Mesh deformation and shock capturing techniques for high-order simulation of unsteady compressible flows on dynamic meshes. AIAA Paper 2015-1741, 2015.
  7. Суржиков С.Т. Аналитические методы построения конечно-разностных сеток для расчета аэротермодинамики спускаемых космических аппаратов // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия “Машиностроение”. 2004. № 2.
  8. Афендиков А.Л., Меркулов К.Д., Пленкин А.В. Динамическая локальная адаптация сеток на основе вейвлет-анализа в задачах газовой динамики // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2014. № 99. C. 26.
  9. Меркулов К.Д., Меньшов И.С. Динамически перестраиваемые декартовы сетки с локальным измельчением для расчета задач газовой динамики // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2015. Т. 16, № 4. С. 1-11.
  10. Стручков А.В., Козелков А.С., Жучков Р.Н., Уткина А.А., Саразов А.В. Численное моделирование задач аэродинамики со статической адаптацией сетки под особенности решения // Вопросы атомной науки и техники, сер. Математическое моделирование физических процессов. 2019. Т. 2. С. 55-67.
  11. Иваненко С.А., Чарахчьян А.А. Криволинейные сетки из выпуклых четырехугольников //Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 1988. Т. 28, № 4. C. 503-514.
  12. Лебедев А.С., Лисейкин В.Д., Хакимзянов Г.С. Разработка методов построения адаптивных сеток // Вычисл. технологии. 2002. Т. 7, № 3. C. 29-43.
  13. Лысенков А.В. Разработка метода построения многоблочной адаптивной сетки для расчета сложных двумерных течений на базе полной системы уравнений Эйлера // Ученые записки ЦАГИ. 2002. Т. 33. № 3, 4.
  14. Вальгер С.А. Создание вычислительных технологий для расчета ветровых и ударно-волновых воздействий на конструкции. Дисс. на соискание к.ф.-м.н. Новосибирск. 2015. 220 C.
  15. Huang T-H, Chen J-S, Tupek M.R., Beckwith F.N., Fan H.E. A variational multiscale immersed meshfree method for fluid structure interactive systems involving shock waves // Comput. Methods Appl. Mech. Eng. 2022. № 389. 114396.
  16. Selim M.M., Koomullil R.P. Mesh deformation approaches — a survey //J. of Physical Mathematics. 2016. V 7. № 2. 1000181.
  17. Garanzha V.A., Kudryavtseva L.N. Hyperelastic springback technique for construction of prismatic mesh layers // 26th International Meshing Roundtable (IMR26), 18-21 September 2017, Barcelona, Spain. Procedia Engineering. 2017. V. 203.
  18. Mehta A. Mesh deformation algorithms for fluid-structure interaction studies. 2020.
  19. Takizawa K., Tezduyar T.E., Avsar R. A low-distortion mesh moving method based on fiber-reinforced hyperelasticity and optimized zero-stress state // Computational Mechanics. 2020. № 65. P. 1567—1591.
  20. Shamanskiy A., Simeon B. Mesh moving techniques in fluid-structure interaction: robustness, accumulated distortion and computational efficiency // Computational Mechanics. 2021. V 67. P 583—600.
  21. Вершков В.А. Математическое моделирование процесса обтекания шарнирного несущего винта вертолета методом деформируемых неструктурированных сеток. Дисс. на соискание к.т.н. Москва. 2021. 116 С.
  22. Garanzha V., Kaporin I., Kudryavtseva L., Protais F., Sokolov D. In the Quest for Scale-optimal Mappings // ACM Transactions on Graphics. 2024. V 43, № 1. P 1—16.
  23. Карлов Н.В., Кириченко Н.А. Колебания, волны, структуры. М.: Физматлит, 2003.
  24. Петров М.Н., Тамбова А.А., Титарев В.А., Утюжников С.В., Чикиткин А.В. Программный комплекс FlowModellium для расчета высокоскоростных течений сжимаемого газа // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2018. Т. 58. № 11. C. 1932-1954.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024