三维非定常流场计算方法研究

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雅宝题库解析：
非定常性是叶轮机械内部流动的固有特性，通过对非定常流动进行深入研究，可以加深对叶轮机械内部流动物理本质的理解；而数值模拟技术的应用对于研究叶轮机械内部的非定常流动则具有非常重要的作用。本文主要围绕非定常数值模拟技术及其在叶轮机械转静干涉题目中的应用展开研究，在现有的定常CFD求解器基础上，增加和扩展其功能，使其具有数值模拟三维叶轮机械内部转静干涉作用下的非定常流场的能力。    在本文新发展的叶轮机程序中：    针对非定常流动数值模拟计算时间长的题目，引入了隐式双重时间步方法，并利用这种方法对圆柱尾迹绕流这一经典的非定常流动现象进行了计算，成功地模拟出圆柱尾迹卡门涡街，证明双重时间步方法在程序当中应用的成功。    由于叶轮机械转子和静子之间固有的相对运动，本文采用域分裂的思想将计算域分为转子区和静子区两个部分，在转静交界面上使用重叠网格和双线性插值等方法传递流场变量。同时利用上述方法分别对一个二维涡轮叶栅和一个三维涡轮级进行了计算，成功地模拟出了尾迹在叶片通道中的切割和传输等非定常流动现象。    另外，本文还研究了域分裂方法对于非定常流场信息传递的影响，证明了在其实施过程当中对于叶片数目和几何的调整会造成流动参数频谱的移动。