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可压缩复杂流动笛卡尔网格方法研究及应用

摘要第4-5页
Abstract第5-6页
注释表第16-17页
第一章 绪论第17-28页
    1.1 研究背景第17-19页
    1.2 笛卡尔网格边界处理方法发展概述第19-26页
        1.2.1 “贴体类”边界处理方法的研究现状第19-22页
        1.2.2 “非贴体类”边界处理方法的研究现状第22-26页
    1.3 本文的研究目标和主要研究工作第26-28页
第二章 笛卡尔网格自适应技术与流场数值计算方法第28-60页
    2.1 引言第28页
    2.2 笛卡尔网格生成技术第28-33页
    2.3 基于流场特征的网格自适应技术第33-36页
        2.3.1 自适应判据的确定第33-34页
        2.3.2 自适应笛卡尔网格下变量梯度计算方法第34-35页
            2.3.2.1 格林-高斯方法(Green-Gauss Approach)第34页
            2.3.2.2 最小二乘方法(Least-Square Approach)第34-35页
        2.3.3“新现”网格单元的赋值第35-36页
    2.4 控制方程及其无量纲化第36-39页
    2.5 控制方程的离散第39-45页
        2.5.1 空间离散第39-40页
        2.5.2 通量计算第40-43页
            2.5.2.1 HLLC格式第40-41页
            2.5.2.2 分段式解的线性重构第41-42页
            2.5.2.3 粘性通量计算方法第42-43页
        2.5.3 时间离散第43-45页
    2.6 湍流模型第45-47页
        2.6.1 SST两方程湍流模型第45-46页
        2.6.2 湍流模型的数值计算方法第46-47页
    2.7 边界条件的处理方法第47-49页
        2.7.1 物面边界处理方法第47-48页
        2.7.2 远场边界处理方法第48-49页
    2.8 自适应笛卡尔网格OpenMP并行计算技术第49-51页
    2.9 基础数值方法的验证第51-56页
        2.9.1 激波-附面层干扰流动问题第51-54页
        2.9.2 三维算例验证及OpenMP并行效率计算第54-56页
    2.10 笛卡尔网格自适应技术验证第56-59页
        2.10.1 梯度计算与“新现”单元赋值方法比较第56-57页
        2.10.2 激波-旋涡相互作用问题第57-59页
    2.11 小结第59-60页
第三章 自适应混合笛卡尔网格方法研究第60-82页
    3.1 引言第60-61页
    3.2 自适应混合笛卡尔网格方法第61-67页
        3.2.1 单物体混合笛卡尔网格方法第61-63页
        3.2.2 多物体混合笛卡尔网格方法第63页
        3.2.3 网格交接面的几何处理与数据传递第63-65页
        3.2.4 ADT搜寻方法及效率验证第65-67页
    3.3 高升力外形流场数值计算方法第67-68页
    3.4 AHCG方法的算例验证第68-72页
        3.4.1 无粘超音速管道凸包流动第68-70页
        3.4.2 湍流超音速圆柱绕流问题第70-72页
    3.5 AHCG方法在高升力外形中的应用第72-75页
        3.5.1 NLR 7301 两段翼型的数值模拟第72-74页
        3.5.2 NHLP-2D三段翼型的数值模拟第74-75页
    3.6 AHCG方法在三维问题中拓展应用第75-81页
        3.6.1 三维Onera M6 机翼绕流问题第75-78页
        3.6.2 三角翼大迎角分离流动问题第78-81页
    3.7 小结第81-82页
第四章 非定常旋涡主导流动数值模拟方法研究第82-111页
    4.1 引言第82-83页
    4.2 控制方程与数值方法第83-87页
        4.2.1 基本数值方法第83页
        4.2.2 隐式双时间步方法第83-85页
        4.2.3 脱体涡模拟技术第85-86页
        4.2.4 动态网格自适应频率的确定第86-87页
    4.3 单个典型状态旋涡传播问题的精度分析第87-90页
        4.3.1 计算模型第87页
        4.3.2 算例分析第87-90页
    4.4 典型VDF问题数值模拟与分析第90-110页
        4.4.1 非定常绕圆柱层流流动问题第90-92页
        4.4.2 旋涡-翼型相互作用问题第92-104页
        4.4.3 大迎角椭球粘性绕流问题第104-106页
        4.4.4 NACA0015 矩形机翼翼尖涡流场数值模拟第106-110页
    4.5 小结第110-111页
第五章 可压缩流体笛卡尔网格虚拟单元方法研究第111-159页
    5.1 引言第111-113页
    5.2 基于有限体积格式的笛卡尔网格虚拟单元方法第113-115页
    5.3 可压缩流体无粘虚拟单元方法算法研究第115-119页
        5.3.1 对称反射虚拟单元方法第115-116页
        5.3.2 曲面边界法向修正虚拟单元方法第116-117页
        5.3.3 对称点插值方法第117-119页
    5.4 一类高雷诺数可压缩流动虚拟单元方法算法研究第119-128页
        5.4.1 参考点的定义第120-121页
        5.4.2 湍流壁面函数模型理论第121-124页
            5.4.2.1 壁面函数模型第122-123页
            5.4.2.2 贴体网格实现模式第123-124页
        5.4.3 壁面函数-虚拟单元方法(WF-GCM)的构造第124-127页
            5.4.3.1 参考点的流场值与壁面函数相关参数计算第124-125页
            5.4.3.2 虚拟单元基本流场值的确定第125页
            5.4.3.3 虚拟单元湍流变量值的确定第125-126页
            5.4.3.4 壁面函数对计算网格单元的修正第126-127页
        5.4.4 笛卡尔网格WF-GCM的实施流程总结第127-128页
    5.5 算例与分析第128-158页
        5.5.1 虚拟单元方法精度分析第129-132页
            5.5.1.1 收敛特性分析第129-131页
            5.5.1.2 几何构型对计算结果的影响第131-132页
        5.5.2 无粘虚拟单元方法应用第132-138页
            5.5.2.1 无粘NACA0012 翼型绕流问题第132-135页
            5.5.2.2 无粘RAE2822 翼型绕流问题第135-136页
            5.5.2.3 无粘Bi-NACA0012 翼型流动问题第136-138页
        5.5.3 贴体网格下壁面函数模型的验证第138-141页
            5.5.3.1 平板绝热流动与网格敏感性分析第138-140页
            5.5.3.2 轴对称凸包问题第140-141页
        5.5.4 WF-GCM的算例验证第141-153页
            5.5.4.1 网格几何自适应加密对计算结果的影响第141-143页
            5.5.4.2 网格解自适应对计算结果的影响第143-146页
            5.5.4.3 超音速圆柱绕流问题第146-149页
            5.5.4.4 超音速Tri-Circle Cylinder绕流问题第149-153页
        5.5.5 多尺度流动控制问题中的笛卡尔网格方法应用第153-158页
    5.6 小结第158-159页
第六章 总结与展望第159-162页
    6.1 全文总结第159-160页
    6.2 本文的主要创新与贡献第160-161页
    6.3 后续工作的展望第161-162页
参考文献第162-175页
致谢第175-176页
在学期间的研究成果及发表的学术论文第176-177页
附录A 三维最小二乘方法(3D Least-square Approach)第177-178页
附录B “近似外形”的构造与局部曲率计算方法第178-179页
附录C 牛顿迭代法(Newton’s Method)第179页

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