CESE 可壓縮流體分析

LS-DYNA 軟體的 CESE 可壓縮流體分析功能採用的是計算流體力學中一種新的數值計算方法，即守恆元/解元(CE/SE) 方法，也稱時-空守恆格式。該方法與傳統計算方法相比有許多獨特的優點。

• 它把時間與空間通一了起來並通過引進守恆元(CE)與解元(SE)來使格式在時間與空間上始終保持守恆，這對於高速複雜流動的計算至關重要。
• 該方法採用了一種簡單而有效的激波捕捉技術，不像許多傳統方法那樣需要求解黎曼問題。
• 它把流體守恆變數及其空間偏導數都作為變數來同時進行求解，從而使其比同類格式的計算精度更高。
• 目前，該方法已經被廣泛地應用到了與計算流體力學相關的許多領域，如爆轟波，激波/聲波相互作用，化學反應流等。該模組正是基於上述方法而開發出來的一套求解

        運動尖楔與激波之間的相互作用                                      旋轉葉片流    

   

可壓縮流問題的功能模組，同時它還與 LS-DYNA 的固體結構分析程式結合形成了相應的 CESE 流-固耦合及共軛傳熱子模塊，另外還開發了一些相應的應用子模組。

 

CESE 可壓縮流分析的功能特點

• 多維問題求解

CESE模組主要專注於三維問題的求解，並同時提供了二維及二維軸對稱作為特殊選項供使用者選擇。

• 流-固耦合求解方式

在解決流-固耦合問題時，使用者可以選擇兩種求解方式之一：沉浸邊界式（流體網格固定，固體結構在流場中移動）和移動邊界式（流體網格隨固體結構一起移動），兩種方式各具優勢和劣勢。

• 專用子模組開發

除了基本功能外，該模組還開發了一些專用子模組，如氣穴流子模組、燃料隨機噴射子模組、化學反應流子模組等，以提供更專業的模擬支援。

 

CESE 可壓縮流分析的多元應用

• 高速複雜流動問題

CESE可壓縮流主要適用於可壓縮流（馬赫數 M>=0.3）情境，特別適用於含有激波等強間斷的高速複雜流動問題。

• 激波/聲波相互干擾問題

該模組在解決激波和聲波相互干擾問題方面表現出色，能夠準確模擬這些複雜現象。

• 氣穴流

CESE可壓縮流也在解決氣穴流方面具有優勢，有助於理解和分析這種特殊的流動現象。

• 流-固耦合及耦合傳熱問題

在工程實際中，許多流-固耦合和耦合傳熱問題需要準確的模擬，CESE技術能夠提供有效解決方案。

• 化學反應流

CESE技術也可以應用於各種化學反應流情境，例如爆轟波、超音速燃燒等，有助於深入理解這些複雜的反應過程。

 

總之，CESE可壓縮流技術在工程模擬領域的應用前景廣闊。其多元應用領域，從高速複雜流動到流-固耦合問題，以及其獨特功能特點，都使其成為工程師和研究人員不可或缺的工具，引領著模擬技術的不斷創新與突破。