基于反馈力浸入边界法模拟复杂动边界流动

来源：计算力学学报杂志2015年第4期北京时间：

作者：王文全,苏仕琪,闫妍

单位：昆明理工大学 工程力学系, 昆明 650500,昆明理工大学 工程力学系, 昆明 650500,昆明理工大学 工程力学系, 昆明 650500

摘要：浸入边界法是模拟流固耦合的重要数值方法之一.本文采用反馈力浸入边界方法,对旋转圆柱和水轮机活动导叶旋转摆动绕流后的动边界流场进行数值模拟.其中,固体边界采用一系列离散的点近似代替,流体为不可压缩牛顿流体,使用笛卡尔自适应加密网格,利用有限差分法进行求解.固体对流场的作用通过构造适宜的反馈力函数实现.本文首先通过旋转圆柱绕流的计算结果同实验结果进行对比,吻合较好,验证了该计算方法的可靠性.然后针对水电站水力过渡过程中水轮机活动导叶旋转摆动绕流后的动边界流场进行数值模拟,得到导叶动态绕流后的流场分布特性和涡结构的演化特性.

关键词：流固耦合,浸入边界法,自适应网格,反馈力法,动边界流动,

基金资助：国家自然科学基金(11262008,11002063); 霍英东教育基金(141120)资助项目.