● 摘要
在大规模工程计算中，特别是对飞行器整体或部件气动特性开展高仿真度数值模拟研究时，需要根据飞行器的几何特性和流场的特点在流动梯度大的区域，如边界层、分离区、多元机翼间的缝隙以及射流区内布置密集的网格。在三维计算中，网格尺度每加密一倍，计算量就要增加16倍。因此，计算效率仍是当前制约计算流体力学在工程上广泛应用的主要因素。本论文的研究目的在于建立适用于工程计算的显式大时间步长TVD格式，以提高普通单倍时间步长TVD格式的计算效率。本论文以Harten的大时间步长高分辨TVD格式为基础，根据Roe提出的数值通量守恒性原则，改进了Harten原格式中的特征组合方式，提出了改进型大时间步长高分辨率TVD格式。以一维激波管问题作为算例，通过对比改进前后两种格式的数值解，表明了改进型格式能够避免原格式在激波附近的数值振荡，验证了改进方案的有效性。最后为验证改进型大时间步长高分辨率TVD格式在工程实际应用中的可靠性，本论文开展了对NACA0012翼型以及ONEAR M6机翼的亚、跨声速无粘定常绕流数值模拟研究。