摄动有限差分方法及其应用

来源 :中国科学院力学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sun806318188
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首先分析和比较了摄动有限差分(PFD)格式与其他一些格式的特点和相互间区别,通过数值模拟分别对不可压缩NS方程的PFD方法、变网格步长对流扩散方程的PFD格式以及可压缩NS方程的PFD方法的性质进行了研究,证明了摄动有限差分方法是简洁、精确、高效、强健的差分方法:1.给出各种计算模型的PFD格式,并通过比较PFD格式与一阶迎风、二阶迎风、二阶中心、紧致格式等格式的差别以及数值验证证明了PFD格式的独特优点.2.使用对流扩散方程的各阶摄动高精度格式数值模拟Burgers方程;将对流扩散方程的PFD方法应用于不可压缩NS方程的数值模拟,计算了二维不可压缩方腔流动、后台阶流动和前台阶绕流等算例;通过将各种格式模拟二维不可压方腔流动的结果的比较,证明PFD方法节点少、精度高、计算解反映物理真实以及适用Re数范围广的特点.3.发展了变网格步长对流扩散方程的二阶精度PFD格式,并数值模拟了含反应项的常系数问题、气袋问题以及Burgers方程.4.发展一维可压缩NS方程的摄动有限差分方法,应用于一个简单的可压NS方程算例,并提出改进意见.
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