تسخیر موج ضربه ای توسط کنترل پخش عددی روی ایرفویل متقارن

نوع مقاله : طرح پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

2 استادیار، دانشگاه شهیدمدنی آذربایجان

چکیده

در این مقاله، یک روش ترکیبی موثر بر اساس الگوریتم چگالی مبنا با حل کننده‌ی صریح برای حل معادلات تراکم پذیر اویلر در شبکه‌ی غیر متعامد با فرمول بندی حجم محدود ارائه شده و شار‌های کمیت‌های هدایتی شامل نرخ جرمی جریان با استفاده از روش مشخصه ها بر اساس روش های جیمسون و تی وی دی و ای سی ام تقریب زده شده است .هدف پژوهش حاضر آن است تا روشی بر پایه ‌ی کنترل ترم پخش روش های کلاسیک بر اساس متغیرهای مشخصه (حل ریمان ) در تسخیر امواج ضربه ای ارائه شود. بدین منظور، جریانی غیر لزج و فراصوت روی ایرفویل حل شده و نتایج از نظر دقت و وضوح تسخیر امواج ضربه ای و نیز همگرایی حل با روش های کلاسیک مقایسه شده است. معیار همگرایی برای معادلات پیوستگی و مومنتوم کوچکتر از 〖10〗^(-6) در نظر گرفته شده است.نتایج نشان می دهد در الگوریتم چگالی مبنا ، به علت تقویت محدود کننده، سرعت های مشخصه همگراتر شده و روش تی وی دی وای سی ام تسخیر و وضوح بهتری از امواج ضربه ای در شرایط نشان داده شده نظیر امواج ساده، انعکاس امواج و برهم کنش امواج با یکدیگر نسبت به روش جیمسون ارائه می دهند. همچنین روش ای سی ام روشی سودمند می‌باشد که از کاهش دقت در ناپیوستگی‌ها جلوگیری کرده و تسخیر امواج ضربه‌ای را بهبود می‌بخشد و باعث تسریع در همگرایی روند حل جریان‌های فراصوت می شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Godunov SK (1959) A­ difference scheme for numerical computation of discontinuous solutions of hydrodynamic equations. Math­ Sbornic,  English translation in U.S joint publications 47: 271-306.
[2] Harten A (1977) ­The­­ artificial compression method for computation of shocks and contact discontinuities. I. single conservation laws. Commun Pur Appl Math 30: 611-637.
[3] Harten A (1978)­ The­ artificial compression method  for computation of shocks and contact   discontinuities. III. Self-Adjusting hybrid schemes. Math Comput 32(142): 363-389.
[4] Roe PL (1981) Approximate riemann solvers, parameter vectors­ and  difference schemes. J Comput Phys 43: 357-372.
[5] Jameson A, Schmidt W, Turkel E(1981) Numerical solutions of the euler equations  by finite-volume methods using runge-kutta time-stepping   schemes. AIAA 81-1259.
[6] Harten A (1983) High resolution scheme for Hyperbolic conservation laws. J Comput Phys 49(3): 357-393.
[7] Harten A (1984) On a­ class­ of high resolution  total variation stable finite difference schemes. SIAM J 21(1): 1-23.
[8] Colella P, Woodward PR (1984) The piecewise Parabolic method (PPM) for gas dynamical simulations. J Comput Phys 54: 174-201.
[9] Yee HC, Warming RF, Harten A(1985), Implicit total variation diminishing (TVD) schemes for steady state calculations. J Comput Phys 57(2): 327-360.
[10] Mulder WA,Van Leer B (1985) Experiments with implicit upwind methods  for the euler equations. J Comput Phys 59: 232-246.
[11] Montagne JL, Yee HC, Vinokur M (1987) Comparative study of high-resolution shock-capturing schemes for a real gas. AIAA 27(19): 1332-1346.
[12] Arnone A ,Swanson RC (1988) A navier-stokes solver for cascade flows. NASA CR 181682, ICASE Report No. 88-32.
[13] Hirsch C (1990) Numerical computation of internal and external flows. John Wiley & Sons.
[14] Lin  H, Chieng CC (1991) Characteristic-based flux limiters of an essentially third-order flux- splitting method for hyperbolic conservation laws. Int J Numer Meth Fl 13(3): 287-307.
[15] Turkel E, Radespiel  R, Kroll N(1997) Assessment of preconditioning methods for multidimensional aerodynamics. Comput Fluids 26(6): 613-634.
[16] Yee HC, Sandham  ND, Djomeri MJ (1999) Low dissipative High-order shock-capturing methods using characteristic-based filters. J Comput Phys 150: 199-238.
[17] Duru V, Tenaud  C (2001) Evaluation  of  TVD high resolution schemes for   unsteady  viscous shocked flows. Comput Fluids 30: 89-113.
[18] Javareshkian  MH (2001) The­ role of limiter based on characteristic   variable   annual. ISME Conference. thcheme, 8Sith TVD.
[19] Rossow CC (2003) A blended pressure/density Based method for the computation of  incompressible and compressible flows. J Comput Phys 185(2): 375-398.
[20] Lie KA, Noelle S (2003) On the artificial compression method for second-order non- oscillatory central difference schemes for systems   of  conservation laws. Siam J Sci Comput 24(4): 1157-1174.
[21] Zamzamian  K, Razavi SE(2008) Multidimen sional upwinding for incompressible   flows based on characteristics. J Comput Phys 227(19): 8699-8713.
[22] Ohwada T, Asinari P(2010) Artifical compressibility method revisited: Asymptotic numerical method  for incompressible Navier-Stokes equations. J Comput Phys 229: 1698-1723.
[23] Nguyen VT, Nguyen HH, price MA, Tan JK (2012) Shock capturing schemes with local mesh adaptation for high speed compressible flows on three dimensional unstructured grids. Comput Fluids 70: 126- 135.
[24] Isoia D, Guardone A, Quaranta G(2015) Finite-volume  solution of two-dimensional compressible flows over dynamic adaptive grids. J Comput Phys 285: 1-23.
[25] اردکانی م ع (1388) تونل باد با سرعت پایین، اصول طراحی و کاربرد. انتشارات دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی