Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phương pháp phần tử hữu hạn thích ứng cho tương tác dòng chảy-cấu trúc tốc độ cao
Tóm tắt
Bài báo trình bày một phương pháp phần tử hữu hạn thích ứng cho tương tác dòng chảy-cấu trúc tốc độ cao. Phương pháp phần tử hữu hạn trung tâm ô được kết hợp với kỹ thuật lưới thích ứng để giải các phương trình Navier-Stokes cho hành vi dòng chảy nén ở tốc độ cao. Phương trình năng lượng và các phương trình cấu trúc tĩnh gần cho các cấu trúc bị làm nóng do khí động được giải bằng cách áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn Galerkin. Cách xây dựng phần tử hữu hạn và quy trình tính toán được mô tả. Tương tác giữa dòng chảy tốc độ cao, chuyển giao nhiệt cấu trúc và biến dạng được nghiên cứu thông qua hai bài ứng dụng của dòng chảy Mach 10 qua một tấm nghiêng và dòng chảy Mach 4 trong một kênh.
Từ khóa
#phương pháp phần tử hữu hạn; tương tác dòng chảy-cấu trúc; dòng chảy tốc độ cao; phương trình Navier-Stokes; chuyển giao nhiệtTài liệu tham khảo
Glass DE, Merski NR, Glass CE. Airframe research and technology for hypersonic airbreathing vehicles. AIAA Paper 2002-5137
Anderson JD Jr. Modern Compressible Flow with Historical Prospective. New York: McGraw-Hill, 1982
Anderson JD Jr. Fundamentals of Aerodynamics. Second ed. New York: McGraw-Hill, 1991
Baum JD. Development of a Coupled CFD/CSD Methodology Using an Embedded CSD Approach. Conference on Computational Physics 2002
Aftosmis MJ, Berger MJ, Adomavicius G. A parallel multilevel method for adaptively refined cartesian grids with embedded boundaries. AIAA Paper 2000-0808
Lohner R, Baum JD, Mestreau E, et al. Adaptive embedded unstructured grid methods. AIAA Paper 03-1116
Dechaumphai P, Limtrakarn W. Adaptive cellcentered finite element technique for compressible flows.Journal of Energy, Heat and Mass Transfer, 1999, 21: 57–65
Limtrakarn W, Dechaumphai P. Computations of high-speed compressible flows with adaptive cell-centered finite element method.J Chin Inst Eng, 2003, 26: 553–563
Gnoffo PA. Application of program LAURA to three-dimensional AOTV flowfields. AIAA Paper 86-0565
Hirsch C. Numerical Computation of Internal and External Flows Vol. 1, New York: Wiley, 1988
Beer FP, Johnston ER, DeWolf JT. Mechanics of Materials. Third edition, New York: McGraw-Hill, 2002
Zienkiewicz OC, Taylor RL. The Finite Element Method. Fifth ed. Woburn: Butterworth-Heinemann, 2000
Ramakrishnan R, Bey KS, Thornton EA. Adaptive quadrilateral and triangular finite-element scheme for compressible flows.AIAA Journal, 1990, 28(1): 51–59
Dechaumphai P. Improved finite element methodology for integrated thermal-structure analysis. NASA CR 3635, 1982
Lohner R, Morgan K, Zienkiewicz OC. Adaptive grid refinement for compressible Euler and Navier-Stokes equations. The International Conference on Accuracy Estimates and Adaptive Refinements in Finite Element Computations, New York: Wiley, 1984, 2: 189–202
Dechaumphai P. Adaptive finite element technique for heat transfer problems.Journal of Energy, Heat & Mass Transfer, 1995, 17(2): 87–94
Peraire J, Vahjdati M, Morgan K et al. Adaptive remeshing for compressible flow computation.J Comput Phys, 1987, 72: 449–466
Oden JT, Carey GF: Finite Elements: Mathematical Aspects. New Jersey: Prentice-Hall, 1981