Ein Verfahren zur numerischen Simulation kompressibler, reibungsbehafteter Strömungen auf hybriden Netzen

Abstract

Es wird eine auf der Lösung der dreidimensionalen Euler- und Navier-Stokes-Gleichungen basierenden Finite-Volumen Methode zur Berechnung reibungsfreier und reibungsbehafteter Strömungsfelder beschrieben. Aus einem hybriden Ausgangsnetz, das sich aus prismatischen und tetraderförmigen Zellen zusammensetzt, wird ein sekundäres Netz der Kontrollvolumina erzeugt, auf dem die Grundgleichungen diskretisiert werden. Die Konvergenz der Lösung wird mit einem im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Mehrgitteralgorithmus beschleunigt. Die benötigten groben Netze werden durch die Agglomeration der Kontrollvolumina des sekundären Netzes bereitgestellt. Das Konvergenzverhalten und die Genauigkeit des Verfahrens werden für reibungslose und reibungsbehaftete Strömungen untersucht. Der Rechenaufwand kann durch den Einsatz des Mehrgitterverfahrens um ein Vielfaches verringert werden. Vergleiche der numerischen Lösungen mit experimentellen Daten zeigen für Netze mit ausreichend hoher Punktdichte gute Übereinstimmungen.