航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2014年
5期
1181-1192
,共12页
燕振国%刘化勇%毛枚良%邓小刚%朱华君
燕振國%劉化勇%毛枚良%鄧小剛%硃華君
연진국%류화용%모매량%산소강%주화군
隐式时间推进方法%数值方法%高阶精度格式%HDCS%GMRES%收敛特性%计算效率
隱式時間推進方法%數值方法%高階精度格式%HDCS%GMRES%收斂特性%計算效率
은식시간추진방법%수치방법%고계정도격식%HDCS%GMRES%수렴특성%계산효솔
implicit time integration method%numerical methods%high-order scheme%HDCS%GMRES%convergence property%computational efficiency
计算效率较低是当前限制高阶精度计算方法应用的重要因素.为了提高高阶精度混合型耗散紧致格式(HDCS)的计算效率,发展了适合多块对接网格的广义最小残值(GMRES)方法,并利用GMRES方法开展了HDCS格式的加速收敛研究.首先研究了GMRES的预处理方法、CFL数和内层迭代步数对HDCS数值模拟收敛特性的影响,计算结果显示:点松弛方法是一种高效的预处理方法;CFL数对计算收敛速度影响较大;GMRES方法存在最优的内层迭代步数.利用GMRES方法完成了NACA 0012翼型绕流、NLR 7301翼型绕流和DLR-F4翼身组合体绕流的数值模拟,并与其他隐式时间推进方法进行了对比,GMRES方法计算更加稳定,并且计算效率相对LU-SGS(Lower-Upper Symmetric Gauss-Seidel)方法可以提高5倍以上.研究结果表明,本文发展的GMRES方法在多块对接网格中具有良好的计算稳定性,计算结果的残差可以收敛到更低的量级,并且可以较大幅度地提高高阶精度数值模拟的计算效率.
計算效率較低是噹前限製高階精度計算方法應用的重要因素.為瞭提高高階精度混閤型耗散緊緻格式(HDCS)的計算效率,髮展瞭適閤多塊對接網格的廣義最小殘值(GMRES)方法,併利用GMRES方法開展瞭HDCS格式的加速收斂研究.首先研究瞭GMRES的預處理方法、CFL數和內層迭代步數對HDCS數值模擬收斂特性的影響,計算結果顯示:點鬆弛方法是一種高效的預處理方法;CFL數對計算收斂速度影響較大;GMRES方法存在最優的內層迭代步數.利用GMRES方法完成瞭NACA 0012翼型繞流、NLR 7301翼型繞流和DLR-F4翼身組閤體繞流的數值模擬,併與其他隱式時間推進方法進行瞭對比,GMRES方法計算更加穩定,併且計算效率相對LU-SGS(Lower-Upper Symmetric Gauss-Seidel)方法可以提高5倍以上.研究結果錶明,本文髮展的GMRES方法在多塊對接網格中具有良好的計算穩定性,計算結果的殘差可以收斂到更低的量級,併且可以較大幅度地提高高階精度數值模擬的計算效率.
계산효솔교저시당전한제고계정도계산방법응용적중요인소.위료제고고계정도혼합형모산긴치격식(HDCS)적계산효솔,발전료괄합다괴대접망격적엄의최소잔치(GMRES)방법,병이용GMRES방법개전료HDCS격식적가속수렴연구.수선연구료GMRES적예처리방법、CFL수화내층질대보수대HDCS수치모의수렴특성적영향,계산결과현시:점송이방법시일충고효적예처리방법;CFL수대계산수렴속도영향교대;GMRES방법존재최우적내층질대보수.이용GMRES방법완성료NACA 0012익형요류、NLR 7301익형요류화DLR-F4익신조합체요류적수치모의,병여기타은식시간추진방법진행료대비,GMRES방법계산경가은정,병차계산효솔상대LU-SGS(Lower-Upper Symmetric Gauss-Seidel)방법가이제고5배이상.연구결과표명,본문발전적GMRES방법재다괴대접망격중구유량호적계산은정성,계산결과적잔차가이수렴도경저적량급,병차가이교대폭도지제고고계정도수치모의적계산효솔.
