自适应直角坐标网格方法在对流换热数值模拟中的应用

    自适应直角坐标网格方法在对流换热数值模拟中的应用，可以借鉴。

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自适应直角坐标网格方法在对流换热数值模拟中的应用

孙纪宁， 陶 智，徐国强，丁水汀(北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100083)
摘要：复杂几何边界是对流换热计算面临的主要难点之一。自适应直角坐标网格方法可以比较方便的处理复杂几何边界，但其应用目前主要集中于可压无粘流的Euler方程、可压粘性流的Navier—Stokes方程的外部绕流计算。本文应用自适应直角坐标网格方法计算了两个不可压内流对流换热算例，并把计算结果同商用CFD软件STAR—CD的计算结果进行了对比。自适应直角坐标网格方法在本文的两个算例中得到了同STAR—CD一致的结果。这说明采用该方法数值模拟对流换热问题是适用的。
关键词：航空、航天推进系统；自适应；直角坐标；对流换热；数值模拟
中图分类号：V231．1 文献标识码：A

Appl ication of Auto-Adaptive Cartesian Grid Approach to Numerical Simul ation of Convection

对流换热数值计算一直是计算传热学中非常活跃的研究方向。随着计算传热学的发展和普及应用，复杂区域对流换热问题的数值模拟越来越受到重视。现在已经提出了多种方法来解决这一问题。主要有贴体网格法、块结构化网格法和非结构化网格法 ¨。贴体网格法，就是通过变换，把物理平面的不规则区域变换到计算平面的规则区域的一种计算方法。这种方法生成的网格虽然比较规则，但其在计算平面上的控制方程却非常复杂，造成了求解上的困难。而且，对于特别复杂的区域，往往难以生成高质量的网格，计算可能发散。
块结构化网格法是指把一个复杂的计算区域分成若干个块，每一块内均采用各自的结构化网格，可以大大减轻网格生成的难度，而且便于网格的局部加密。但块结构化网格也是基于结构化网格的，对于特别复杂的区域，生成网格仍然需要大量的人工干预。非结构化网格可根据计算问题的特点自由布置网格系统，对任何复杂的区域，均可获得高质量的网格。但是，采用这种方法时，网格生成前处理过程极为复杂，程序的组织及编写也比结
构化网格系统复杂。

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