一种预处理方法的研究

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雅宝题库解析：
计算流体力学从Navier-Stokes方程的发表起经过100多年的发展，成为了研究流体力学的重要手段之一。在模拟计算中，不可压流难以直接套用可压流的基本方程进行计算，否则计算难以收敛或计算结果错误。传统的不可压流求解方式主要有涡量流函数法、人工压缩性方法、Simple法等，这些方法与可压流的求解方法有很大的不同，程序设计上也比较困难，难以统一，而预处理方法则解决了这个题目，使得可压流求解方法也可以应用到不可压流上，能很好的模拟全速度场。本文的预处理方法是对可压流控制方程的时间导数项进行处理，在时间导数项上乘以一个恒定对角预处理矩阵，该预处理矩阵参数的选取与参考来流速度和旋转切向速度有关。该方法使得方程的特征值之间的差距减小，避免了数值计算中因条件数过大而出现的方程刚性题目，加快收敛，得到正确的计算结果。本文将预处理方法应用到叶轮机三维流动的计算当中，对NASA ROTOR67算例和美国再生能源实验室（NREL,National Renewable Laboratory）第二期（Phase II）实验风力机流场进行模拟，并与实验结果对比，验证了该预处理方法的正确性