CFD 作业-2016-04-25更新

1、CFD CFD 作业作业2015-05Shanghai Jiao Tong University第一次作业计算作业：数值计算一维非稳态导热，长度1米，两端初始温度分别为0度和300度的不锈钢棒，采用显示差分方法和Crank-Nicolson方法分别数值计算不锈钢棒内温度分布随时间的变化，显示差分方法的时间步长选取符合稳定性的条件和非稳定性条件两种，观察计算结果并分析。提交计算程序和结果以及对结果的简要分析。作业两周内以word文档形式提交到FTP：CFD-2016-homework01目录中。不锈钢棒初始温度可以给0度。Shanghai Jiao Tong University3 第二次作业I

2、CEM CFD作业（1） 要求：使用下图所示几何模型生产结构化网格；网格质量0.6以上；锥形、圆柱形及球形外表面做边界层加密处理；生成的网格文件提交到FTP：CFD-2016-homework02目录中备注：几何文件名为structure mesh single zone.x_t，可在ftp、QQ群及论坛下载。Shanghai Jiao Tong University4 第三次作业ICEM CFD作业（2） 要求：使用商业软件ANSYS ICEM划分传统NACA23012网格或NACA0012网格，该网格需要使用block划分方法，生成结构化网格，计算区域可以自己设定；网格质量0.5以上；锥形

3、、圆柱形及球形外表面做边界层加密处理；生成的网格文件提交到FTP：CFD-2016-homework03目录中备注：几何文件名为NACA23012.x_t和NACA0012.txt，可在ftp下载。Shanghai Jiao Tong University补充计算实践作业补充计算实践作业1（希望大家能够自己自愿（希望大家能够自己自愿完成，不强制要求必须完成该作业）完成，不强制要求必须完成该作业）:采用偏微分方程数值解法生成采用偏微分方程数值解法生成NACA0012翼型翼型O型网格。型网格。NACA0012翼型表面坐标为：翼型表面坐标为：2969. 01221. 03576. 02843. 01

4、015. 0 6 . 0234,xxxxxylu Shanghai Jiao Tong University0222222xxx0222222yyy002222yxyx 22222222,yxyyxxyx Shanghai Jiao Tong University求解步骤：求解步骤：（1）边界条件设定：）边界条件设定：给定远场点坐标，如给定远场点坐标，如10倍弦长以上的圆上各点；倍弦长以上的圆上各点；给定翼型表面点坐标，表面点分布原则是保证流给定翼型表面点坐标，表面点分布原则是保证流动变化剧烈的区域分布密，变化平缓的区域分布动变化剧烈的区域分布密，变化平缓的区域分布希疏；如按如下关系式分布：希

5、疏；如按如下关系式分布：)cos1 (2cx2 , 0Shanghai Jiao Tong University（2）根据给定边界值插值出每一网格点的初始值，）根据给定边界值插值出每一网格点的初始值，)0(,)0(,jijiyx（3）根据差分方程进行迭代求解，注意应用）根据差分方程进行迭代求解，注意应用边界条件，直到达到收敛标准：边界条件，直到达到收敛标准：)(,) 1(,)(,) 1(,maxmaxnjinjinjinjiyyxxShanghai Jiao Tong University0)(242)(221,1,1, 11, 11, 11, 12, 1, 1jijijijijijijiji

6、jijixxxxxxxxxx差分方程为：0)(242)(221,1,1, 11, 11, 11, 12, 1, 1jijijijijijijijijijiyyyyyyyyyy其中：Shanghai Jiao Tong University2221,1,21,1,22)2()2(yxyyxxyyxxyxjijijiji Shanghai Jiao Tong University)/()(2 )()(211, 11, 11, 11, 11,1, 1, 1,jijijijijijijijijixxxxxxxxx迭代格式：迭代格式：成立的条件是：成立的条件是：Shanghai Jiao Tong Un

7、iversity6.5 松弛技术及其在低速无粘流动中的应用松弛技术及其在低速无粘流动中的应用松弛技术是一种适用于椭圆型差分方程的求解技术。可以松弛技术是一种适用于椭圆型差分方程的求解技术。可以是显式的，也可以是隐式的。是显式的，也可以是隐式的。举例：拉普拉斯方程求解举例：拉普拉斯方程求解02222yx0)(2)(221,1,2, 1, 1yxjijijijijiji（6.31)（6.32)迭代求解方法：可采用6.5节的松弛迭代法Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai Jiao Tong University21,1,2, 1, 122221,)()()(2)

8、(2)()(yxyxyxnjinjinjinjinji(6.33)2224220222222121)()()(2)(2)()(yxyxyxnnn23252121232222122)()()(2)(2)()(yxyxyxnnnn(6.34)(6.35)以上方法称为高斯以上方法称为高斯-赛德尔方法赛德尔方法（Gauss-Seidel method)Shanghai Jiao Tong University超松弛法（超松弛法（Successive overrelaxation） 211,1,21, 1, 122221,)()()(2)(2)()(yxyxyxnjinjinjinjinji1,1,1,)1 ()(njinjinjinjinjinji（6.36)（6.37)121超松弛超松弛低松弛低松弛Shanghai Jiao Tong University1.给出网格生成的方法说明给出网格生成的方法说明2.计算程序（计算程序（Fortran 或者或者C 语言）语言）3.计算结果报告计算结果报告tecplot画图分析画图分析4.作业提交到CFD-2016-homework-a1。Shanghai Jiao Tong University作业五2D NACA 0012 网格划分几何数据文件见FTP：NACA0012.txt网格划分方式任意可以为O-