超音速理想气体进入一个内部有圆弧凸起的管子。超音速流动在凸点前后显示出压缩冲击波，并从管子的上壁面反射。

 

参考文献：Yeng-Yung Tsui and Tian-Cherng Wu, (2008) A Pressure-Based Unstructured-Grid Algorithm Using High-Resolution Schemes for All-Speed Flows, Numerical Heat Transfer, Part B: Fundamentals, 53:1, 75 - 96

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1 问题描述

计算模型如图所示。

计算参数如下所列。

• 几何参数
• 矩形区域，长度3 m，宽度1 m
• 圆弧凸起的长度1 m
• 材料介质
• 密度：ideal gas
• 边界条件
• 压力远场边界，马赫数1.65

考虑为无粘稳态流动，使用伪瞬态耦合求解器进行求解。

2 Fluent设置

• 启动Fluent

2.1 General设置

• 选择 Density-Based 选项，采用密度基求解器进行求解计算

2.2 Models设置

• 激活能量方程

• 激活选项 Inviscid 采用无粘流计算

2.3 Materials设置

• 指定材料 Density 为ideal-gas，其他参数保持默认设置

2.4 边界条件设置

1、pressure-far-field-4边界

• 指定表压力为 101325 Pa，指定马赫数为 1.65马赫，如下图所示

• 指定边界温度为 300 K

2、pressure-outlet-3边界

• 出口静压如图所示设置，指定表压值为 101325 Pa

• 指定出口回流总温为 463 K，如下图所示

2.5 操作条件设置

• 打开操作条件设置对话框，指定 Operating Pressure 为0 Pa

2.6 Methods设置

• 求解方法如下图所示设置

2.7 监测物理量

• 设置监测点

• 监测压力变化

2.8 初始化设置

• 初始化设置

2.9 迭代计算

• 迭代计算 2000 步

• 压力监测如下图所示

3 计算结果

• 马赫数分布

• 边界上的马赫数与试验数据对比

• 对比结果如图所示

计算结果能够与试验数据较好地吻合。

(完）