非结构网格跨管道斜坡的超音速流动.doc

此算例包含以下方面： 针对此相关问题建立模型 读入一个单域的非结构网格，从而建立一个CFD-FASTRAN模型 设置流体参数例如分子量等 为定常模拟设置流场的初始值 为超音速内流设置合适的边界条件 基于嵌套网格建立一个Chimera问题 设置解的迭代 选择一个合适的时间积分格式并设置CFL数 此算例将模拟管道中跨斜坡的超音速流动 计算区域如图1所示 算例中采用三维模型，但是流动本质上是二维的 流场特征表现为由于尖劈使得超声速流动方向改变而产生的斜激波 自由来流的马赫数为2.0 自由来流的温度是300K，来流压力为101300Pa 启动CFD-FASTRAN的图形用户界面： 选择文件-打开，打开ramp.DTF 文件，点击确认出现下图。 点击“OK”,计算模型的轮廓出现在可视化图形窗口中。 选中控制面板的问题类型栏（PT，如图示）： 由于我们求解问题使用到非结构网格，所以在PT栏下除了默认第一项被选中外，还应该选中Polyhedral-Mesh Solver（Poly）。 选中控制面板的模型选项栏（MO），在这里可以设置全局和流动参数。 在Title栏输入：Supersonic flow past a ramp in a channel 选择Flow分栏设置流动参数：选择理想气体以及求解无粘欧拉方程，参数保持默认 选择控制面板的VC栏设置体条件： 在左下方的窗口选中所有的体，并在控制面板（Properties）将其设置为： Fluid 选择控制面板的BC栏设置边界条件： 设置对称边界条件： 在监视器窗口（左下方）中按住CTRL选中zone1的patch#1， patch#2，patch#8。如图示： 将其边界类型设置为：symmetry，然后点击应用。 在监视器窗口（左下方）中选中zone1的patch#3，将其边界类型设置为：Inflow-Outflow 具体参数设置如下图所示： 接下来设置出口边界条件：在监视器窗口（左下方）中选中zone1的patch#7 将其边界类型设置为：Outlet，并选择Extrapolated（外推）边界子类型。 点击应用。选中控制面板的IC栏设置初始条件： 在第一个下拉菜单选择“For All Volume”，具体参数设置见下图： 设置完毕后点击应用（Apply）。 设置下一项，选中控制面板的SC设置解的条件： 这里可以设置求解的时间和空间格式以及一些输出属性等。控制栏（control）具体设置如下：（其中包含迭代步数以及迭代过程中CFL数的变化） 空间格式栏（spatial）中选择高阶的Roe的FDS通量差分格式，并选择Barth限制器，其余参数保持默认即可： 求解器中，选择ILU-SGS的隐式格式参数保持默认即可。 其余两项（Relax，Adv）保持默认。 选中Out栏设置解的输出： 每二十五步输出一个文件，后一个结果将覆盖前一个结果（Same File）。 其它三个分栏保持默认不变。 最后进入运行栏（Run），下拉菜单选择串行还是并行计算，设置完成后点击“Start Simulation” 并且选择“Submit Job Under Current Name”将原文件备份。 在Run菜单里可以点击“View Residuals”来观察残差曲线。“View Output”为文字输出 残差曲线如下： 我们希望残差可以下降三到五个量级，具体要求用户可以自己制定。 计算结果可以用CFD-VIEW打开： 流场最大马赫数为：2.001 最小马赫数为：1.079 此算例到此结束。