Метод характеристических штрафных функций для численного моделирования сжимаемых течений на неструктурированных сетках

Abstract

В статье представлен метод характеристических штрафных функций для численного моделирования течений вязкого сжимаемого газа вблизи твердых тел с “погруженными” границами. В отличие от других методов погруженных границ на основе штрафных функций, характеристические штрафные функции обеспечивают корректную постановку условия Неймана и, в частности, адиабатического условия на поверхности обтекаемого тела. Дается подробное описание реализующего метод численного алгоритма, сочетающего конечно-объемный подход на основе EBR схем повышенной точности в зоне внешнего течения и конечно-разностный метод первого порядка внутри обтекаемого тела. Разработанный алгоритм обеспечивает возможность проведения расчета на сетках произвольной структуры, включая полностью неструктурированные. Эффективность метода характеристических штрафных функций и его реализации демонстрируется на примере тестовых задач об отражении ударной волны и акустического импульса от твердой стенки и задачи о течении Куэтта. Для сравнения даются решения тех же задач, полученные известным методом штрафных функций Бринкмана. Библ. 42. Фиг. 6. Табл. 4.