# homeworkCFD

**Repository Path**: pcphp/homework-cfd

## Basic Information

- **Project Name**: homeworkCFD
- **Description**: 计算流体力学课程作业
喷管网格划分以及流场计算
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: GPL-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 2
- **Created**: 2024-05-31
- **Last Updated**: 2024-05-31

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 计算流体力学课程作业
作者：李文韬 BY2115141

Email: lwt_2017@buaa.edu.cn

## 文件结构
- C++代码，使用CMake实现项目构建，使用git实现版本控制
- 已在Windows操作系统完成测试运行，文件编码采用GB2312以避免中文乱码
- 已在Linux操作系统(已安装GNU Scientific Library)完成测试运行，由于文件编码采用GB2312而控制台采用UTF8，所以中文可能出现乱码
- CMakeLists.txt中包含了项目构建规则，共包括三个应用程序：MeshGenerator网格划分、Simulation数值仿真和Thrust推力理论计算
- build文件夹是CMake生成的，其中包含编译所得的可执行程序
- cwd文件夹是工作目录，所有的输入存放于此。在cwd中运行依次可执行文件MeshGenerator和Simulation，可以得到网格划分结果和流场计算结果
- src文件夹存放所有代码
- lib文件夹中存放依赖的库函数：GNU Scientific Library，包含Windows版本的.dll和Linux版本的.so

## 项目一：Hilgenstock方法生成二维喷管网格
- 首先使用代数方法生成网格文件
- 求解拉普拉斯方程得到新的网格
- 每一次迭代循环中使用Hilgenstock方法更新泊松方程的源项，最终得到正交性良好的网格

![网格](pic/Grid_S1.png)

## 项目二：喷管流场计算
- 采用楔形结构化网格和有限体积法实现2D旋转对称拉瓦尔喷管的计算
- 扩散项采用中心差分,对流项采用Steger-Warming矢通量分裂格式(一阶迎风),时间项采用显式欧拉格式
- 输入文件包括:Case.dat,Condition.dat,Grid_Posion_Source.dat。输出文件位于Results文件夹内。
- 每5000步导出一次计算结果，并计算喷管的推力
- 每5000步暂存结果为temp文件，下次运行时将暂存结果作为初始值

![速度场](pic/Velocity.png)

## 主要参考文献
[1] 张正科, 庄逢甘, 朱自强. 两种椭圆型方程求源项方法在喷管内流场网格生成中的应用[J]. 推进技术,1997(02): 95-97.

[2] White J. Elliptic grid generation with orthogonality and spacing control on an arbitrary number of boundaries[C]. 21st: 21st Fluid Dynamics, Plasma Dynamics and Lasers Conference, 1990.

[3] 张德良. 计算流体力学教程[M]. 北京：高等教育出版社，2010, 161-168.

[4] Moukalled F, Mangani L, Darwish M. The finite volume method in computational fluid dynamics: An advanced introduction with OpenFOAM and Matlab[M]. New York: Springer, 2016, 137-160, 270-290.