计算流体力学讲义2011第十讲不可压缩Navier-Stokes方程的求解李新亮lixl@imech.ac.cn;力学所主楼219;82543801知识点:1讲义、课件上传至www.cfluid.com(流体中文网)->“流体论坛”->“CFD基础理论”讲课录像及讲义上传至网盘http://cid-1cc0dcbff560c149.skydrive.live.com/browse.aspx/.PublicCopyrightbyLiXinliang拟压缩性方法求解压力Poisson方程法涡流函数法Simple方法CopyrightbyLiXinliang2知识回顾一、代数方程组的求解nnnnnnnnaaaaaaaaaaaaaaaaA321333323122322211131211bAx直接法nnnnnaaaaaaaaaaA0000000333223221131211Gauss消元法nnnnnnnnnnnnnnnnuuuuuuuuuullllllaaaaaaaaaaaaaaaa3332232211312113213231213213333231223222111312111111LU分解法追赶法:jjjjjjjdxcxbxa11jjjjBxAx1CopyrightbyLiXinliang3迭代法),(),(2222yxguyxfyuxu2,,1,1,,1,14jijijijijijifuuuuuJacobi迭代n+1nnnnGauss-Seidel迭代n+1nn+1n+13n+1n+1nn+1n+1n+1nnnLU-ADILU-SGS知识回顾CopyrightbyLiXinliang4知识回顾二、网格生成)(22xyy)(11xyyABCDEFA’B’C’D’E’F’物理空间计算空间1.代数网格生成法2.解椭圆型方程网格生成法CopyrightbyLiXinliang510.1不可压缩Navier-Stokes方程的特点VVVVV2Re10pt密度为常数的不可压缩Navier-Stokes方程组:特点:动量方程与能量方程解耦压力属于约束变量而不是发展变量温度对密度的影响可忽略不计压力不能时间推进求解可压缩不可压缩易处压力可推进求解,易于使用显格式压力方程具有椭圆性,无法推进求解。压力方程收敛性差难处可能出现间断不会出现间断研究重点激波捕捉压力处理)(VVVVCopyrightbyLiXinliang6概念澄清:压力——动力学压力及热力学压力动力学压力——应力的中各向同性部分ijijijpP211p22p12p22pnPpn连续介质微元体的受力平衡:应力的概念nppnpp静止流体或无粘流体中力的平衡——动力学压力的概念热力学压力——由分子动力学性质决定——状态方程热力学压力:分子对固壁的碰撞,产生压力RTp完全气体:动力学压力热力学...