计算流体力学.doc

浅析计算流体力学————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 浅析计算流体力学摘要:计算流体力学(CFD)是流体力学的一个分支。它用于求解固定几何形状空间内的流体的动量、热量和质量方程以及相关的其它方程,并通过计算机模拟获得某种流体在特定条件下的有关信息,是分析和解决问题的强有力和用途广泛的工具。对CFD应用中的关键问题、现状及应用进行了综述。关键词:计算流体力学;关键问题;现状;应用中图分类号:0368文献标志码:putationalFluidDynamics(CFD),heatandmassequation,andotherrelevantequation,putersimulation,,;keyissues;thestatusquo;,但目前方程的直接求解还受到计算机速度与容量的限制而难以实现,而且在一些工程问题中也没有这种必戛因而一般对方程进行一定的简化与处理后再求触各种简化方法大致可分为3类:a无粘、线性化的处理这类方法已较成熟,早期应用也较多,典型的如Panel方法等这类方法的应用有一定的局限性,例如对有分离流动的区域,如轿车车身的尾部,计算精度明显变差b无粘、非线性的处理(Euler方程)。这类方法较上一类方法有了较大的改进,通常是对主流的简化与对壁面附近的边界层的特殊处理相结合,因而又称为偶合方法要取得较好结果的关键在于对边界层(即附面层)的处理。c粘性时间平均的处理对紊流的NavierStokes方程采用时间平均后,出现脉动应力项(雷诺应力),要使控制方程组封闭,必须作出假设,提出紊流模型目前存在的紊流模型包括了从简单的代数模型(零方程模型)到标准k-X型(二方程模型)直至复杂的大涡模拟,而k-X模型或其它形式的二方程模型是目前在工程领域中应用最为广泛的紊流模型但通用的模型迄今还不存在,不同的情况需要不同的紊流模型选取合适准确的紊流模型,这不仅对计算精度的影响很大,而且计算也十分困难要做到与实际情况深入相符合的模型还有待于进一步地探讨和研究。此外,还有对具体研究对象的边界条件的处理问题。,为了使CFD能够实际应用于设计工作中,对计算网格的疏密程度有一定的要求,即为保证计算流场有必要的分辨率与准确度,计算网格点必须达到一定的数量,一般计算网格至少有数万直至数百万个。能方便地生成计算网格以及在设计中方便地修改是能否真正使CFD在设计中得到广泛应用的一个关键,必须进一步研