文档介绍：2 00 0 年 8 月东北大学学报( 自然科学版) Aug. 2 0 0 0
第21 卷第4期 Journal of Northeastern U niversity( Natural Science) Vol
21, No. 4
文章编号: 1005
3026( 2000) 04
0412
04
不同差分格式在同位网格
系统中的计算效果比较
李本文1, 赫冀成1, 刘日新2
( 1. 东北大学材料与冶金学院, 辽宁沈阳
110006; 2. 北京环能冶金技术产品有限公司, 北京
100073)
摘
要: 针对流体流动数值计算的有限差分法, 系统地研究了离散对流项的 6 种差分格式:
CDS、FU DS、HDS、PL DS、SU DS 和 QU ICK
比较计算采用同位网格系统
采用两个有分析解或基准
解的算例, 就不同格式对数值求解 N
S 方程的精度、稳定性和收敛特性的影响进行了分析比较
计
算结果表明, 当扩散项占主导地位时, 所有格式在同位网格中几乎具有相同的计算精度
随着对流
项的增加直到占主导地位, FU DS、HDS 和 PLDS 的在同位网格中具有相同的精度, 而 SU DS 和
QU ICK 的精度比前三种高, CDS 次之
对于相同的速度、压力松弛因子和收敛准则, 各种格式在同
位网格中的收敛速度相差甚微
关
键
词: 计算流体力学; 同位网格; 差分格式
中图分类号: T K 121
文献标识码: A
在流体流动数值计算的有限差分法中, 无论是比较计算的前提是, 采用相同的变量松弛因子、收
交错网格或同位网格, 合理计算控制容积界面上的敛准则和边界处理
所用算例分别是有精确解的
量对数值计算的精确性和经济性均至关重要十多[ 9] [ 10]

三维 N
S 流和三维顶盖驱动流
计算区域的
年来, 计算流体力学( CFD) 研究者提出了多达几十[ 11, 12]
离散采用方法 B
迭代过程和总体思路同
种对流或对流扩散差分格式并对其数值特性进
, SIM PLE 方法[ 11, 12]
[ 1~ 5]
行了大量研究
其中应用较多亦较受关注的
有中心差分格式( CDS) 、一阶迎风格式( FUDS) 、 1
控制方程的离散
混合格式(H DS) 、乘方格式( PLDS) 、二阶迎风格
对非稳态、不可压缩流动, 三维直角坐标中的
式和二次插值迎风格式最近
( SUDS) ( QUICK)
, 控制方程为
等[ 6] 在交错网格中结合边界条件的处理对
Kong , (
u )
j = 0 ( 1)
以上 6 种格式进行了系统的比较研究
x j
正如等所指出[ 6] 以往关于差分格式
Kong , (
ui ) p ui
+
uj ui = - +
的研究大多限于二维算例
事实上, 同一种方法在 t x j x i x j x j
[ 4, 7]
二维和三维算例的计算结果是有差别的
i = 1, 2, 3 ( 2)
Peric 等就不同网格系统采用二维算例进行了比采用交错网格中的 SIM PLE 方法, 对方程
较研究[ 8] , 但其差分格式仅采用了一种