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基于非结构化网格下TVD格式的一种r因子算法
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作者 高鑫 张晓敏 +4 位作者 吴琼 赵志鹏 柳阳 欧俊峰 刘建 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第10期44-58,共15页
针对对流主导问题的数值模拟,提出了一种改进的r因子算法,以实现TVD(total variational diminishing)格式在非结构化网格中的扩展。新算法将面中心到辅助逆风节点的距离考虑在内,以实现更合理的远逆风节点位置预测;通过包含更多逆风信... 针对对流主导问题的数值模拟,提出了一种改进的r因子算法,以实现TVD(total variational diminishing)格式在非结构化网格中的扩展。新算法将面中心到辅助逆风节点的距离考虑在内,以实现更合理的远逆风节点位置预测;通过包含更多逆风信息的插值方法和采取考虑实际点与辅助点之间的物理值差异的方法来提高TVD格式的精度;并避免引入复杂的向量计算过程以提高效率。非结构化网格下对流主导问题的基准测试结果表明,相比于现有的其他算法,新r因子算法在精度和效率方面具有更好的性能。 展开更多
关键词 对流方程 非结构化网格 r因子算法 tvd 高精度格式
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井眼轨道TVDs最优对齐设计问题的解析解 被引量:1
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作者 覃吉 孟庆安 +2 位作者 鲁港 王建华 王海涛 《中外能源》 2025年第9期74-80,共7页
针对“圆弧+稳斜+圆弧”型三维井眼轨道设计中稳斜段垂深(TVDs)已知但长期缺乏解析解的技术难题,提出一种基于吴文俊消元法的解析解求解方法。通过建立九元非线性约束方程组,利用数学机械化理论中的消元技巧,推导出其特征多项式,并将井... 针对“圆弧+稳斜+圆弧”型三维井眼轨道设计中稳斜段垂深(TVDs)已知但长期缺乏解析解的技术难题,提出一种基于吴文俊消元法的解析解求解方法。通过建立九元非线性约束方程组,利用数学机械化理论中的消元技巧,推导出其特征多项式,并将井眼轨道设计问题的解表示为特征多项式非负实数解与已知设计条件的解析表达式,从而得到了井眼轨道设计的解析解。理论算例表明,所提求解方法的计算结果与国际主流钻井设计软件Compass的计算结果高度一致,且计算效率显著优于传统数值迭代法。进一步的实际算例验证了该方法的工程适用性,其解算稳定性与多解筛选能力有效克服了迭代法初始值敏感、收敛性难以保证等固有缺陷。提出的求解方法突破了TVDs模型解析解的理论瓶颈,为钻井设计软件的自主化研发提供了关键算法支撑,助力国产化替代进程。 展开更多
关键词 井眼轨道tvds 最优对齐 多元非线性方程组 解析解
原文传递
用 TVD 显隐格式模拟一维溃坝洪水波的演进与反射 被引量:25
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作者 王嘉松 倪汉根 +1 位作者 金生 李鉴初 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第5期7-11,共5页
本文应用空气动力学中的TVD格式构造了用于溃坝水流计算的显隐格式,模拟瞬间全溃时洪水波的运动,给出了与分析解的比较及多种数值试验,结果表明这类格式精度高,稳定性好,不产生虚假的数值振荡,对溃坝涌波具有较强的捕捉能力.
关键词 tvd格式 溃坝 涌波 圣维南方程 反射
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具有TVD性质的三阶精度GODUNOV格式在粘性流场计算中的应用 被引量:30
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作者 王松涛 袁宁 +1 位作者 王仲奇 冯国泰 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期299-303,共5页
本文发展了一种具有TVD性质的三阶精度的Godunov格式。隐式部分采用迎风对角线形隐式近似因式分解法。并引入了粘性通量的简化算法。显式部分采用三阶精度TVD格式。为进一步增强格式的稳定性及对间断的捕捉能力,在单元边界上构造Rieman... 本文发展了一种具有TVD性质的三阶精度的Godunov格式。隐式部分采用迎风对角线形隐式近似因式分解法。并引入了粘性通量的简化算法。显式部分采用三阶精度TVD格式。为进一步增强格式的稳定性及对间断的捕捉能力,在单元边界上构造Riemann问题。应用上述方法对某型涡轮高压级及压气机进行了数值模拟。 展开更多
关键词 N-S方程 tvd 数值模拟 粘性流场 G-格式
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一类TVD型的迎风紧致差分格式 被引量:14
5
作者 涂国华 袁湘江 +1 位作者 夏治强 呼振 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2006年第6期675-682,共8页
给出一种迎风型TVD(total variation diminishing)格式的构造方法,该方法通过限制器来抑制线性紧致格式在模拟间断流场时的非物理波动,可构造出非线性TVD型紧致格式(CTVD).然后采用该法构造出了3阶和5阶的TVD型紧致格式,并通过模拟一维... 给出一种迎风型TVD(total variation diminishing)格式的构造方法,该方法通过限制器来抑制线性紧致格式在模拟间断流场时的非物理波动,可构造出非线性TVD型紧致格式(CTVD).然后采用该法构造出了3阶和5阶的TVD型紧致格式,并通过模拟一维组合波和Riemann问题,二维激波_涡相互干扰和激波_边界层相互作用等来考察它们的性能.数值实验表明了该类格式的高阶精度和分辨率,且过间断基本无振荡. 展开更多
关键词 高精度计算格式 紧致格式 tvd格式 激波-涡 激波-边界层
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一类TVD型组合差分方法及其在磁流体数值计算中的应用 被引量:13
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作者 冯学尚 范全林 +2 位作者 魏奉思 姚久胜 S.T.Wu 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期300-308,共9页
根据太阳风数值模拟的特点,考虑到算法的质量(收敛速度、稳定性、精度等),结合磁流体数值计算的特性,对三维球坐标下磁流体动力学(MHD)方程组中的流体部分采用一种修正Lax-Friedrichs差分法而对磁场部分采用MacCormack格式,发展了... 根据太阳风数值模拟的特点,考虑到算法的质量(收敛速度、稳定性、精度等),结合磁流体数值计算的特性,对三维球坐标下磁流体动力学(MHD)方程组中的流体部分采用一种修正Lax-Friedrichs差分法而对磁场部分采用MacCormack格式,发展了一类快捷的具有TVD特性的组合数值新方法.作为格式的检验,在一维情况下,将其与PPM格式进行了比较,对一维快慢磁流体激波问题得到了与PPM格式精度相同的结果,然后将其应用到定态太阳风的数值模拟上,在不同等离子体β情形下,可得到理想的太阳风定态结构,为今后将此数值模式应用到具有复杂磁场位型或三维真实太阳风暴的数值模拟研究奠定了基础. 展开更多
关键词 计算 tvd型组合差分格式 磁流体 数值模拟 太阳风
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曲线坐标网格下二维涌波数值模拟的TVD型格式 被引量:3
7
作者 王如云 张东生 +1 位作者 张长宽 朱寿峰 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第10期72-77,共6页
针对水动力学中的涌波现象导出二维曲线坐标系下的守恒型方程 ,然后利用算子分裂法和TVD差分格式思想构造出计算格式 ,在此基础上建立起由实际流场区域至方形计算区域的全局同胚映射 ,对急流过缩窄河道产生的涌波结构进行数值模拟 ,结... 针对水动力学中的涌波现象导出二维曲线坐标系下的守恒型方程 ,然后利用算子分裂法和TVD差分格式思想构造出计算格式 ,在此基础上建立起由实际流场区域至方形计算区域的全局同胚映射 ,对急流过缩窄河道产生的涌波结构进行数值模拟 ,结果表明 ,本文的数值方法能够很好地模拟附体涌波、交叉涌波等复杂结构现象 ,所得波系结构和有关物理量与理论分析结果非常吻合 。 展开更多
关键词 涌波 曲线坐标网络 tvd型格式 数值模拟 附体涌波 交叉涌波
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高压断路器气流场有限体积及TVD格式法的研究 被引量:13
8
作者 曹云东 王尔智 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期68-72,90,共6页
将有限体积法与TVD格式相结合对高压断路器气流场的计算进行了深入的研究。根据SF6断路器流路复杂、固壁形式多样、动触头高速运动的特点 ,本文采用区域分解、滑移网格连续移动、数据实时传递等技术 ,消除了传统网格滑移中计算时间、步... 将有限体积法与TVD格式相结合对高压断路器气流场的计算进行了深入的研究。根据SF6断路器流路复杂、固壁形式多样、动触头高速运动的特点 ,本文采用区域分解、滑移网格连续移动、数据实时传递等技术 ,消除了传统网格滑移中计算时间、步长变化的各种限制 ,实现了计算时间的微量变化 ,很好地解决了传统方法中网格生成存在的各种问题 ,形成了高分辨率、高精度断路器流场计算的一整套新方法。 展开更多
关键词 有限体积法 高压断路器 tvd格式法 六氟化硫断路器 气流场
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基于解决发动机加速异响问题的TVD分析优化 被引量:3
9
作者 李亚南 郝志勇 +1 位作者 郑旭 杨文英 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期86-91,共6页
针对某整车加速异响问题,简要地介绍了通过试验测试确定异响激励源(曲轴轴系扭振)的过程,计算分析了曲轴轴系扭振激励引起异响的机理;分别研究了扭振减振器(Torsional Vibration Damper,TVD)橡胶层扭转刚度和惯量环转动惯量对扭振高谐... 针对某整车加速异响问题,简要地介绍了通过试验测试确定异响激励源(曲轴轴系扭振)的过程,计算分析了曲轴轴系扭振激励引起异响的机理;分别研究了扭振减振器(Torsional Vibration Damper,TVD)橡胶层扭转刚度和惯量环转动惯量对扭振高谐次分量调频、调幅作用的影响,并对比了这两个参数的影响程度;分析发现增加惯量环转动惯量和降低橡胶层扭转刚度均能够降低扭振高谐次分量在常用转速区域的峰值,但调频、降幅程度不同;基于计算分析结论,对发动机原装TVD进行了优化设计,比较了发动机匹配优化后TVD和原装TVD两种情况下车内噪声测试结果,测试与主观评价均发现原有的异响声明显削弱,达到可接受范畴。 展开更多
关键词 异响 扭转振动 tvd 扭转刚度 转动惯量
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迎风TVD格式在粘性流计算中的应用研究与改进 被引量:12
10
作者 周伟江 姜贵庆 《计算物理》 CSCD 北大核心 1999年第4期401-408,共8页
首先以高超声速钝楔绕流热流计算和M∞=20、激波角θ=3258°的平板激波附面层干扰分离流动计算,研究了迎风TVD格式的粘性特性,发现即使在很小的物面网格下,原有格式计算驻点热流仍较实验和文献结果低,激波附面... 首先以高超声速钝楔绕流热流计算和M∞=20、激波角θ=3258°的平板激波附面层干扰分离流动计算,研究了迎风TVD格式的粘性特性,发现即使在很小的物面网格下,原有格式计算驻点热流仍较实验和文献结果低,激波附面层干扰的分离区小于实验值,原因主要在于熵修正公式。针对这些不足提出了新的熵修正公式,用改进后的格式重新计算,得到了与实验符合较好的结果。最后用改进的格式对分离流动的壁面温度控制效应进行了研究。 展开更多
关键词 tvd格式 分离流动 流动控制 数值模拟 粘性流
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线性双曲型方程新的TVD格式 被引量:5
11
作者 倪汉根 王嘉松 金生 《计算物理》 CSCD 北大核心 1999年第1期25-30,共6页
从双曲型方程的TVD条件出发,分析了LaxWendrof格式和WarmingBeam格式所存在的TVD区间,构造了空间三点和四点新的二阶TVD格式,使其在极值点也保持二阶精度。
关键词 tvd 双曲型方程 差分格式 二阶精度
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用TVD格式预测溃坝洪水波的演进 被引量:23
12
作者 胡四一 谭维炎 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1989年第7期1-11,共11页
溃坝洪水波通常为迅变或间断流动,同时兼有急流和缓流、压缩波和稀疏波等流态。常用的求解圣维南方程组的差分方法常遭失败,或不稳定,或数值解含有振动,或间断被抹平而分辨率低。本文利用气体动力学中新近提出的TVD格式求解获得成功。 ... 溃坝洪水波通常为迅变或间断流动,同时兼有急流和缓流、压缩波和稀疏波等流态。常用的求解圣维南方程组的差分方法常遭失败,或不稳定,或数值解含有振动,或间断被抹平而分辨率低。本文利用气体动力学中新近提出的TVD格式求解获得成功。 文中介绍了一阶及二阶、显及隐、对称及逆风TVD格式的有关算法。以简单的一阶TVD显格式为对象,结合洪水演进问题,详细分析了其内在机制及优良性能,说明它既具有逆风格式及中心格式的性能,又能及时对水位或流量过程的峰谷作出响应,保持解在间断处陡峭而在其两侧无振动。文中最后通过一个概化为黎曼问题的瞬时溃坝模型,以及一座高坝的假想迅溃实例,将该格式与LF格式、LW格式的计算结果作比较,充分显示了该格式在预测一般洪水及溃坝洪水波演进方面的前景。 展开更多
关键词 tvd格式 溃坝洪水波 预测
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三维有限体积TVD方法与冲击波的多级扩散研究 被引量:4
13
作者 张海波 白春华 +1 位作者 丁 郝保田 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期19-24,共6页
将TVD方法应用到三维,给出三维有限体积TVD方法,并对三维冲击波的多级坑道扩散问题进行了数值模拟。
关键词 三维tvd方法 有限体积法 冲击波 多级扩散
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二阶迎风TVD数值格式在非平衡高超声速钝体绕流中的应用 被引量:4
14
作者 胡光初 乐嘉陵 曹文祥 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第2期139-148,共10页
将H.C.Yee所发展的一种二阶迎风TVD格式运用于半球的高超声速化学非平衡黏性绕流的数值计算,详细介绍了流体力学方程组和化学组元守恒方程组全耦合求解的过程,以前这一研究领域中仅仅运用一阶格式及松散耦合的方法。化学松... 将H.C.Yee所发展的一种二阶迎风TVD格式运用于半球的高超声速化学非平衡黏性绕流的数值计算,详细介绍了流体力学方程组和化学组元守恒方程组全耦合求解的过程,以前这一研究领域中仅仅运用一阶格式及松散耦合的方法。化学松弛气体考虑了七组元(O,O_2,NO,N,NO ̄(+),N_2,e ̄(-))和主要的七反应,在驻点线上的计算结果与前人结果比较表明,本文有较大改进。 展开更多
关键词 迎风 tvd 高超音速 飞行器
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TVD格式在超音速喷管三维粘性流动求解中的应用 被引量:2
15
作者 李国君 常建忠 +1 位作者 丰镇平 沈祖达 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期95-99,共5页
详细给出了任意三维曲线坐标系中Novier-Stokes方程的对流项TVD格式的构造过程,建立了数值求解三维粘性流动的计算方法,应用该方法对三维超音速喷管中有激波及无激波情况下的两种工况的层流流场进行了数值求解,并与... 详细给出了任意三维曲线坐标系中Novier-Stokes方程的对流项TVD格式的构造过程,建立了数值求解三维粘性流动的计算方法,应用该方法对三维超音速喷管中有激波及无激波情况下的两种工况的层流流场进行了数值求解,并与实验做了对比。结果表明本文建立的计算方法具有较高的精度,同时也证明TVD格式具有分辩率高,稳定收敛等优点,为进一步开展叶栅流场及紊流的研究打下了基础。 展开更多
关键词 tvd格式 三维粘性流动 超音速 喷管
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应用TVD格式研究冲压增程弹丸进气道复杂流场 被引量:2
16
作者 陈雄 郑亚 +1 位作者 周长省 鞠玉涛 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2004年第3期33-38,共6页
基于固体火箭冲压发动机增程弹丸超音速进气道 ,应用二阶隐式TVD格式对进气道内流场进行了数值模拟 ,得到了不同出口反压条件下 ,超音速进气道流场复杂的波系结构 ,分析了出口反压对进气道启动性能的影响 .结果表明 ,出口反压显著影响... 基于固体火箭冲压发动机增程弹丸超音速进气道 ,应用二阶隐式TVD格式对进气道内流场进行了数值模拟 ,得到了不同出口反压条件下 ,超音速进气道流场复杂的波系结构 ,分析了出口反压对进气道启动性能的影响 .结果表明 ,出口反压显著影响着进气道性能 ,反压过高或过低都将导致进气道不启动 。 展开更多
关键词 进气道 tvd格式 冲压发动机 弹丸 NAVIER-STOKES方程
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应用TVD格式数值分析低阻远程弹丸绕流场 被引量:2
17
作者 高旭东 姬晓辉 武晓松 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期180-183,共4页
从全Navier Stokes方程出发 ,结合高雷诺数两方程κ ε湍流模型 ,应用三维隐式有限体积TVD格式 ,数值仿真了低阻远程弹丸在来流马赫数Ma∞ =0 .96 ,Ma∞ =1.1和Ma∞ =2 5 ,攻角α =4°时的绕流流场。为避免分区计算而用代数方法生... 从全Navier Stokes方程出发 ,结合高雷诺数两方程κ ε湍流模型 ,应用三维隐式有限体积TVD格式 ,数值仿真了低阻远程弹丸在来流马赫数Ma∞ =0 .96 ,Ma∞ =1.1和Ma∞ =2 5 ,攻角α =4°时的绕流流场。为避免分区计算而用代数方法生成了弹丸绕流场O型网格 ,计算结果得到了清晰的流场波系结构 ,弹体的迎风面和背风面流场呈现明显的非对称性 。 展开更多
关键词 tvd格式 数值分析 绕流场 低阻远程弹丸 NAVIER-STOKES方程 湍流 炮弹
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TVD自相容流体力学拉氏格式研究 被引量:2
18
作者 刘全 林忠 王瑞利 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期609-615,共7页
流体力学数值模拟格式总体上可分为Eulerian(欧氏)、Lagrangian(拉氏)和ALE(Arbitrary LagrangianEulerian),TVD广泛应用于Eulerian格式。本文利用具有TVD保持性质的Runge-Kutta型时间离散方法,构造了流体力学Lagrangian(拉氏)自相容格... 流体力学数值模拟格式总体上可分为Eulerian(欧氏)、Lagrangian(拉氏)和ALE(Arbitrary LagrangianEulerian),TVD广泛应用于Eulerian格式。本文利用具有TVD保持性质的Runge-Kutta型时间离散方法,构造了流体力学Lagrangian(拉氏)自相容格式,应用von Neumann小扰动技术分析了该格式的稳定性,并进行了相应的数值模拟,较好地抑制了激波波后非物理振荡。 展开更多
关键词 tvd格式 自相容 稳定性 数值模拟
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求解双曲守恒律方程的高阶TVD格式 被引量:3
19
作者 毕卉 孟雄 孙阳 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第3期54-57,共4页
针对精确度较低的单调格式,利用Osher-Chakravarthy线性通量修正格式在0<β≤{m2mm-1}的条件下对单调格式的数值通量进行改进,给出了一种求解双曲守恒律方程的高阶差分格式,并将其应用于Burgers方程及Buckley-Leverett问题.数值实验... 针对精确度较低的单调格式,利用Osher-Chakravarthy线性通量修正格式在0<β≤{m2mm-1}的条件下对单调格式的数值通量进行改进,给出了一种求解双曲守恒律方程的高阶差分格式,并将其应用于Burgers方程及Buckley-Leverett问题.数值实验表明,该方法在保持高阶精确度的同时,还有效地防止了非物理数值振荡的产生,且具有较好的稳定性. 展开更多
关键词 单调性 Osher-Chakravarthy线性通量修正格式 tvd性质 双曲守恒律
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隐式TVD格式在气液两相爆轰数值模拟中的应用 被引量:2
20
作者 郭永辉 田宙 郝保田 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第6期655-660,共6页
为研究FAE(燃料_空气炸药 )爆炸参数规律 ,运用二维轴对称气液两相方程组模型 ,针对其中的气相方程组采用高分辨率的隐式TVD格式 ,液相方程组采用MacCormack格式 ,较好地对FAE气液两相爆轰产生的爆轰波的发展和传播过程进行了数值模拟 ... 为研究FAE(燃料_空气炸药 )爆炸参数规律 ,运用二维轴对称气液两相方程组模型 ,针对其中的气相方程组采用高分辨率的隐式TVD格式 ,液相方程组采用MacCormack格式 ,较好地对FAE气液两相爆轰产生的爆轰波的发展和传播过程进行了数值模拟 ,计算结果与国内外的研究结果符合良好· 展开更多
关键词 数值模拟 气液两相爆轰 爆轰波 隐式tvd格式
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