大冲角翼栅绕流流场及压力场的边界元方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第28卷第2期燕山大学学报Vb1．28No．22004年3月JournalofYanshanUniversityMar．2004大冲角翼栅绕流流场及压力场的边界元方法杨德全周春红摘要采用粘性流场边界元方法，对大冲角的翼栅绕流问题进行了研究。得到了速度场、内点的压力分布及翼栅边界面上的压力分布。为了提高计算精度，在对积分方程离散化时，加密了刻分网格，并且用混合单元方法对角点进行处理。计算方法简洁结果合理，适应性较强，显示了本文方法的优越性。关键词边界元方法，翼栅，速度场。BoundaryElementMethodofthe

2、FlowFieldandPressureFieldoftheFlowAroundtheBigArchAngleWingGridAbstractTheproblemoftheflowaroundthebigarchanglewinggridisstudiedbyusingviscousboundaryelementmethod．Velocityfieldandthedistributionofpressurewithininnerpointsandpressureonboundarysurfaceareobtained．Inordertoimprovecalculati

3、onaccuracy,weencrypteddivisionofgridandalsousedmingleelementmethodinsharpsectionofboundary,whendiscretisedintegralequation．Thecalculationmethodissimpleandprecise．Theresultisra—tiona1．Theadaptabilityisstronger．Allthesemanifestadvantageofboundaryelementmethod．Keywordsboundaryelementmethod

4、，winggrid，velocityfield．求出任意内点的物理量，而无需对区域内部各点进0引言行求解。此方法的精度较高。文献【6】曾研究翼栅绕流问题的研究，在工程中有着十分重要过固壁狭道内的复杂绕流问题，但并没给出流场的压力分布。而本文对多个翼片组成的翼栅问题的研的意义。如在水轮机和汽轮机中有广泛的应用。由于翼栅作为绕流物其形状复杂，并且是多体的绕究，不但给出了流场，而且给出了压力场及翼面上流，求解是十分困难的。现代电子计算机的发展，的压力分布。这是前人未用边界元方法作过的。计算技术的提高，数值求解就成为十分重要的方1数学处理法。处理这类复杂形状的多体绕流问题，常

5、常采用有限差分方法或有限元方法。对各类不同的问题，对不可压粘性动中，设绕流区域为Q，其边界这些方法又不同程度的表现出各自的弱点。例如有为，瞒足的控制方程为限差分法虽然计算简便，但对于复杂形状的物体适应性较差，为便于统一处理非本质边界条件，有时·I／)=V·(vr3边界条件处理不当而影响计算的稳定性“。有限元方法有适应各类复杂边界条件的优点，但是一般需·V=O要输入的信息量十分庞大。计算十分繁杂。采用边界条件为求解粘性流动的边界元方法口，对翼栅绕流问题进行了研究。这种方法的优点是降低维度，化简计·If=算。它可以将内点和边界点的物理量分开来计算，当边界上的物理量给定或求

6、得之后，便可分别单独2003年5月1O日收到。杨德全(YangDeq~)，周春红(ZhouChunhong)，内蒙古民族大学物理系，通辽028043(DeparlmentofPhysics，InnerMongoliaUniversityforNationality,Tongliao028043)。维普资讯http://www.cqvip.com第2期杨德全等大冲角翼栅绕流流场及压力场的边界元方法式中，为流动速度，为对应于速度的应力cav~=ZZ∑一∑∑1卢li=1=l户1张量，以为边界面厂上的法向单位矢量。N22fU厂v=fn=(2)∑∑∑％llJ1设、gStokes

7、方程的基本解，则有Ⅳ2N22cap。=一∑∑w；∑∑1，=l1F1，=1一]式中[击’aEel,=啪+舞】几何系数，，局，的表示为一+】(一))0dFo对上述偏微分方程边值I司题进仃毅字处理，M锄=一X缸。r得如下边界积分方程一)c∞∞=f()c))0v,(Xo)dro-sso(X-Xo)dro)())0~(X-Xo)dro+)V,(Xo)v,(Xo)~(X-Xo)dro3计算结果分析计算时，取攻角a=26。，翼栅由三个叶片构成。k=-l，2(1)3．1流场c=f()