粘性通量的计算方法、装置、终端设备和存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种粘性通量的计算方法、装置、终端设备和存储介质，通过获取待计算的网格单元，并根据网格单元，确定网格单元的求解点、通量点和辅助点；采用交错直接求导方法,根据辅助点处的物理量和通量点处的物理量，计算各个通量点的修正后一阶导数；根据各个通量点的修正后一阶导数，确定各个通量点处的粘性通量；根据各个通量点的粘性通量，确定求解点处的粘性通量导数；根据各个求解点的粘性通量导数，确定待计算的网格单元求解点处的修正后粘性通量导数，实现带激波问题的NS方程的稳定化粘性通量计算，提高了含激波的粘性问题计算的鲁棒性。鲁棒性。鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
粘性通量的计算方法、装置、终端设备和存储介质


[0001]本申请属于流体力学
，尤其涉及一种粘性通量的计算方法、装置、终端设备和存储介质。

技术介绍

[0002]计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)是开展流体力学机理研究的重要手段之一，在航空航天飞行器设计与性能评估中发挥着愈来愈重要的作用。随着工程应用中设计的不断精细化，对CFD 计算结果的精度要求越来越高。高阶精度算法因其在达到相同误差水平的情况下相对于二阶精度算法所需要的计算量更少，逐渐在精细模拟方面展现出优势。在众多的高精度算法中，由于通过重构的修正过程（Correction Procedure via Reconstruction，CPR）方法，在选择特殊的修正函数时可以等价于间断伽辽金（Discontinuous Galerkin，DG）方法，谱差分(SpectralDifference，SD)方法或者谱体积（Spectral Volume，SV）方法，同时计算量又相对较小，近年来受到了很大的关注并且得到了很大的发展。
[0003]目前，通过采用限制器技术，CPR方法在激波捕捉方面的能力得到了提升，特别是基于子单元限制的激波捕捉策略得到了发展，比如朱华君等人发展了基于子单元CNNW限制的激波捕捉技术，实现了高阶CPR方法在高超流动模拟中的使用。但是，仍然存在问题，例如基于单元内高阶统一多项式分布的粘性通量离散方法在计算强激波时容易出现计算不稳定或者崩溃，如何提高含激波的粘性问题的鲁棒性，是目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请意在提供一种粘性通量的计算方法、装置、终端设备和存储介质，以解决现有技术中存在的不足，本申请要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。
[0005]第一个方面，本申请实施例提供一种粘性通量的计算方法，所述方法包括：获取待计算的网格单元，并根据所述网格单元，确定所述网格单元的求解点、通量点和辅助点；采用交错直接求导方法,根据所述辅助点处的物理量和通量点处的物理量，计算各个通量点的修正后一阶导数；根据所述各个通量点的修正后一阶导数，确定各个通量点处的粘性通量；根据所述各个通量点的粘性通量，确定求解点处的粘性通量导数；根据各个求解点的粘性通量导数，确定待计算的网格单元求解点处的修正后粘性通量。
[0006]可选地，所述采用交错直接求导方法,根据界面辅助点处的物理量和通量点处的物理量，计算各个通量点的修正后一阶导数，包括：通过子单元非线性插值，得到各个通量点的左侧物理量和右侧物理量；所述子单元非线性插值是对可能包含激波的问题单元采用子单元非线性重构进行插值，对非问题单
元采用CPR线性重构进行插值。
[0007]根据所述通量点的左侧物理量和右侧物理量，确定通量点处的物理量；根据所述通量点处的物理量，通过线性插值的算法，计算辅助点处的物理量；根据界面通量点处的左侧物理量和右侧物理量，获取单元界面通量点处的物理量公共值；根据所述界面辅助点处的左侧物理量和右侧物理量，计算界面辅助点处的物理量公共值；根据所述辅助点处的物理量和所述通量点处的物理量，计算各个通量点的修正前一阶导数；根据所述通量点处的物理量和辅助点处的物理量，对所述各个通量点的修正前的一阶导数进行修正，得到各个通量点的修正后一阶导数。
[0008]可选地，所述根据所述通量点的左侧物理量和右侧物理量，确定通量点处的物理量，包括：所述通量点处的物理量通过如下方式计算得到： ；其中，为通量点处的物理量的值；为通量点处L子单元的非线性插值的左侧物理量；为通量点处R子单元的非线性插值的右侧物理量。
[0009]可选地，所述根据所述辅助点处的物理量和所述通量点处的物理量，计算各个通量点的修正前一阶导数,包括：根据所述界面辅助点处的物理量公共值，计算xi方向通量点处的eta方向上的一阶导数；根据xi方向通量点处的物理量，计算xi方向通量点处的xi方向上的一阶导数；根据所述辅助点处的物理量，计算eta方向通量点处的xi方向上的一阶导数；根据eta方向通量点处的物理量，计算eta方向通量点处的eta方向上的一阶导数。
[0010]可选地，所述根据所述通量点处的物理量和辅助点处的物理量，对所述各个通量点的修正前的一阶导数进行修正，得到各个通量点的修正后一阶导数，包括：根据所述界面辅助点处的物理量公共值和所述单元界面通量点处的物理量公共值，计算各个通量点处的一阶导数修正项；所述修正项用于将所述单元左侧物理量差量和单元右侧物理量差量，通过修正函数对通量点进行修正；通过Radau多项式，根据界面辅助点处的物理量公共值与单元内物理量的差，对通量点的物理量一阶导数进行修正，得到通量点处的物理量修正后一阶导数；根据不同方向的方向导数和所述修正项，计算通量点处的修正后一阶导数值RR；根据通量点处的一阶导数dq和一阶导数修正项dqcorr,计算各个通量点的修正后一阶导数。
[0011]可选地，所述方法还包括：根据通量点处的修正后一阶导数值RR和物理量Q，代入粘性通量函数表达式，计算各个通量点处的粘性通量fv；
根据各个通量点处的粘性通量fv，计算粘性通量导数dfv。
[0012]根据各个通量点处的物理量，计算单元界面处的物理量一阶导数的公共值，其中，所述单元界面处的物理量一阶导数的公共值根据BR2方法计算界面左侧物理量一阶导数和右侧物理量一阶导数的平均值得到的；根据所述单元界面处的物理量一阶导数的公共值，计算单元界面通量点处的公共粘性通量；根据所述单元界面处的通量点的公共粘性通量，计算单元求解点处粘性通量导数修正项dfvcorr；计算所述求解点处的粘性通量导数修正项，所述修正项用于将单元界面的左界面的粘性通量和右界面的粘性通量，通过修正函数对每个求解点进行修正；根据所述求解点处粘性通量的粘性通量导数dfv和所述求解点处的粘性通量导数修正项dfvcorr，确定所述求解点处的修正后粘性通量导数Cdfv。
[0013]第二个方面，本申请实施例提供一种粘性通量的计算装置，所述装置包括：获取模块，用于获取待计算的网格单元，并根据所述网格单元，确定所述网格单元的求解点、通量点和辅助点；计算模块，用于采用交错直接求导方法,根据所述辅助点处的物理量和通量点处的物理量，计算各个通量点的修正后一阶导数；第一确定模块，用于根据所述各个通量点的修正后一阶导数，确定各个通量点处的粘性通量；第二确定模块，用于根据所述各个通量点的粘性通量，确定求解点处的粘性通量导数；第三确定模块，用于根据各个求解点的粘性通量导数，确定待计算的网格单元求解点处的修正后粘性通量。
[0014]可选地，所述计算模块用于：通过子单元非线性插值，得到各个通量点的左侧物理量和右侧物理量；根据所述通量点的左侧物理量和右侧物理量，确定通量点处的物理量；根据所述通量点处的物理量，通过线性插值的算法，计算辅助点处的物理量；根据界面通量点处的左侧物理量和右侧物理量，获取单元界面通量点处的物理量公共值；根据所述界面辅助点处的左侧物理量和右侧物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粘性通量的计算方法，其特征在于，所述方法包括：获取待计算的网格单元，并根据所述网格单元，确定所述网格单元的求解点、通量点和辅助点；采用交错直接求导方法,根据所述辅助点处的物理量和通量点处的物理量，计算各个通量点的修正后一阶导数；根据所述各个通量点的修正后一阶导数，确定各个通量点处的粘性通量；根据所述各个通量点的粘性通量，确定求解点处的粘性通量导数；根据各个求解点的粘性通量导数，确定待计算的网格单元求解点处的修正后粘性通量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用交错直接求导方法,根据辅助点处的物理量和通量点处的物理量，计算各个通量点的修正后一阶导数，包括：通过子单元非线性插值，得到各个通量点的左侧物理量和右侧物理量；根据所述通量点的左侧物理量和右侧物理量，确定通量点处的物理量；根据所述通量点处的物理量，通过线性插值的算法，计算辅助点处的物理量；根据界面通量点处的左侧物理量和右侧物理量，获取单元界面通量点处的物理量公共值；根据界面辅助点处的左侧物理量和右侧物理量，计算界面辅助点处的物理量公共值；根据所述辅助点处的物理量和所述通量点处的物理量，计算各个通量点的修正前一阶导数；根据所述通量点处的物理量和辅助点处的物理量，对所述各个通量点的修正前的一阶导数进行修正，得到各个通量点的修正后一阶导数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述通量点的左侧物理量和右侧物理量，确定通量点处的物理量，包括：所述通量点处的物理量通过如下方式计算得到：；其中，为通量点处的物理量的值；为通量点处L子单元的非线性插值的左侧物理量；为通量点处R子单元的非线性插值的右侧物理量。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述辅助点处的物理量和所述通量点处的物理量，计算各个通量点的修正前一阶导数,包括：根据所述辅助点处的物理量，计算xi方向通量点处的eta方向上的一阶导数；根据xi方向通量点处的物理量，计算xi方向通量点处的xi方向上的一阶导数；根据所述辅助点处的物理量，计算eta方向通量点处的xi方向上的一阶导数；根据eta方向通量点处的物理量，计算eta方向通量点处的eta方向上的一阶导数。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述通量点处的物理量和辅助点处的物理量，对所述各个通量点的修正前的一阶导数进行修正，得到各个通量点的修正后一阶导数，包括：根据所述界面辅助点处的物理量公共值和所述单元界面通量点处的物理量公共值，计
算各个通量点处的一阶导数修正项；所述修正项用于将单元左...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱华君，燕振国，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：