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申请/专利权人:北京理工大学
摘要:本发明公开的一种基于WENO‑FCT耦合算法的爆炸冲击波预测方法,属于爆炸冲击数值模拟技术领域。本发明实现方法为:针对爆炸冲击流场采用时空分离的方式来进行离散求解,空间上采用WENO算法来进行离散求解,而在时间上则采用TVD型Runge‑Kutta算法进行推进求解,在保证空间分辨率的同时,有效压制爆炸冲击波模拟预测过程中的数值振荡;应用FCT方法对时空分离求解的计算结果进行修正,进一步降低爆炸冲击波模拟预测过程中的数值耗散。本发明结合加权基本无震荡算法WENO和通量校正传输算法进行激波模拟,提高对爆炸冲击波激波时空演化特征的预测精度,进而解决爆炸冲击流场数值模拟领域的工程技术问题。
主权项:1.一种WENO-FCT耦合算法的爆炸冲击波预测方法,其特征在于:包括如下步骤,步骤1:确定爆炸冲击流场的计算区域,建立直角坐标系,并将该区域划分为预定数量的网格,对爆炸冲击流场进行几何建模;步骤2:定义爆炸冲击流场在初始状态下的物理参数,包括爆炸冲击流场的初始密度场、压力场、和速度场,定义CFL数,并根据空间步长和CFL数来确定时间步长,依据爆炸冲击问题的特征,建立相关的流体动力学控制方程和物质状态方程,并确定爆炸冲击流场的边界条件;步骤3:根据求解问题和精度的不同需求,对爆炸冲击流场中的质量通量、动量通量和能量通量进行分裂,分裂方包括Steger-Warming分裂,Van-Leer分裂方法,Lax-Freidrichs全局分裂和Lax-Freidrichs局部分裂;步骤4:采用五阶WENO算法对爆炸冲击流场进行空间求解,对于正通量,利用j-2,j-1,j,j+1,j+2五个差分点构造出三组j+12点处子模版,并利用子模版的凸组合加权计算分别得到正通量值;以相同的方式计算出负通量值;步骤5:采用三阶三步TVD型Runge-Kutta法对爆炸冲击流场进行时间推进;步骤6:采用FCT方法对时空求解得到的爆炸冲击波密度场进行通量校正处理;步骤7:将FCT求解得到的通量值回代入欧拉方程求解得到原始变量,包含密度、速度及压力;爆轰产物的压力采用JWL状态方程来进行求解;步骤8:根据步骤2至步骤7,结合加权基本无震荡算法WENO和通量校正传输算法进行爆炸冲击波模拟,提高对爆炸冲击波激波时空演化特征的预测精度,进而解决爆炸冲击流场数值模拟领域的工程技术问题。
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权利要求:
百度查询: 北京理工大学 一种基于WENO-FCT耦合算法的爆炸冲击波预测方法
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