基于Boltzmann模型方程各流域三维复杂绕流问题统一算法研究  

作　　者：李志辉[1,2] 张涵信[1] 

机构地区：[1]国家计算流体力学实验室,北京100191 [2]中国空气动力研究与发展中心超高速研究所,绵阳621000

出　　处：《中国科学（G辑）》2009年第3期414-427,共14页

基　　金：国家自然科学基金资助项目(批准号:90205009,10621062)

摘　　要：通过探索可描述各流域气体输运现象的Boltzmann简化速度分布函数方程理论及其数值计算方法,发展可用于不同流区复杂多尺度绕流问题的气体运动论离散速度坐标法,应用拓展计算流体力学有限差分方法与DSMC解耦技术,建立直接求解分子速度分布函数的气体运动论耦合迭代数值格式;研究可用于高、低不同马赫数绕流问题新型的Gauss型离散速度数值积分方法,确定物理空间各点的宏观流动参数,建立起稀薄流到连续流各流域三维复杂绕流问题气体运动论数值计算方法.通过研究气体运动论数值算法并行方案,开展HPF(高性能FORTRAN)并行化程序设计及算法考验,以各流域三维球体及复杂外形体多尺度绕流问题为研究对象进行HPF并行计算,将计算结果与有关实验数据、理论预测分析比较.研究表明,我们的气体运动论数值算法能可靠揭示来自不同流区飞行器复杂绕流现象、规律,可望建立基于Boltzmann模型方程数值求解,能有效模拟各流域三维复杂气动力、热问题统一算法研究方向.

关 键 词：BOLTZMANN模型方程 速度分布函数 离散速度坐标法 稀薄气体动力学 计算流体力学 复杂绕流 并行计算 

分 类 号：V211.4[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]