Cmrflow软件：特点与组成

1.软件特点

1) 四面体网格单元

四面体网格容易生成， 它舍去了网格连接的结构性限制， 节点和单元的分布是任意的， 易于控制网格单元的大小、 形状、 网格点的位置。 具有更大的几何灵活性， 适合处理复杂外形， 能较好地处理复杂物面边界。

2) 多种迎风通量格式

(1) Roe's 通量差分分裂格式。 Roe's 格式由P.L.Roe 提出， 该格式在模拟常激波和接触间断等方面具有出色的表现。

(2) Van leer 矢通量分裂格式。 Van leer 格式具有高效、 简单、 捕捉激波能力强的特点， 且在特征值变号(驻点和声速点) 附近区域可以光滑过渡，不会出现非物理解， 被广泛应用。

3) 隐式时间迭代

Cmrflow 软件采用LU -SGS (Lower -Upper Symmetric Gauss -Seidel) 隐式时间迭代， 单元采用局部时间步， 根据残差采用变化的CFL 数加速收敛。

4) 多种限制器

Cmrflow 软件具有Minmod、 Barth-jesper、 Vankta 和Tau_limiter 等限制器，能保证求解器具有较好的单调性和收敛性。

5) 边界条件

Cmrflow 软件在求解边界面的通量时， 都是通过在边界面另一侧给出虚拟网格单元来实现的， 因此需要给出虚拟网格单元体心的变量值。 不同类型的边界， 其定义的方法有所不同， 在Cmrflow 软件中主要涉及三种边界： 远场边界、 物面边界(无黏)、 对称面边界。

(1) 远场边界， 分为超声速入口边界、 超声速出口边界、 亚声速入口边界、 亚声速出口边界。

超声速入口边界： 用于给出远场超声速入口的虚拟单元的变量值， 其值等于相应的自由来流值。(www.xing528.com)

超声速出口边界： 用于给出远场超声速出口的虚拟单元的变量值， 其值由虚拟单元对应的内部单元值外推给出。

亚声速入口/出口边界： 用于给出远场亚声速入口/出口的虚拟单元的变量值， 其值利用一维流的特征关系来处理。

(2) 物面边界。 对于无黏的欧拉方程， 物面边界必须满足法向无穿透，由此给出虚拟单元相应的值。

(3) 对称面边界。 与物面无黏流场边界相同。

2.软件组成

Cmrflow 主要包括三部分： 前处理模块、 求解模块、 后处理模块。

1) 前处理模块

前处理模块将由ANSYS 公司的ICEM CFD 网格生成软件生成的非结构纯四面体网格文件 (∗.msh) 转化成Cmrflow 解算器所需要的文件格式(∗.mesh)， 并生成记录物面各部分编号的文件(solsurf_num_∗.dat)， 以便于对各物面气动力积分。

2) 求解模块

Cmrflow 软件具有很好的收敛性、 稳定性和精度。 求解后生成记录力和力矩系数变化过程的文件(uforce.dat)； 生成用于记录残差下降过程的文件(uresidual.dat) 以及生成用于断点续算和后处理的输入数据文件(tem.flw)。

3) 后处理模块

后处理模块将计算结果转换成可用FIELD_VIEW 软件显示的格式文件(tem.grdfv 和tem.flwfv)。