南京航空航天大学学报

作者：杨鲤铭，李志辉，舒昌

单位：南京航空航天大学航空学院,南京 210016;南京航空航天大学非定常空气动力学与流动控制工业和信息化部重点实验室,南京 210016；,中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所,绵阳 621000;国家计算流体力学实验室,北京 100191；,南京航空航天大学航空学院,南京 210016;南京航空航天大学非定常空气动力学与流动控制工业和信息化部重点实验室,南京 210016;新加坡国立大学机械工程系,新加坡 119260；

关键词：计算流体力学;Boltzmann方程;离散速度方法;跨流域问题;非定常流动

基金：江苏省自然科学基金（BK20210273）；江苏高校优势学科建设工程资助项目（PAPD）。

往返大气层跨流域飞行器的气动力和气动热计算一直是当前流体力学研究的难点和热点之一。由于该类飞行器面临的流动场景不再是单一的连续流或稀薄流，采用Navier-Stokes方程求解器或DSMC方法均不能获得全流域的准确结果。近年来，以不依赖于连续性假设的Boltzmann模型方程为基础，通过在位置空间和速度空间同时离散求解该方程，实现了跨流域问题的统一求解。本文对该类算法的研究进展进行回顾和分析，着重介绍气体动理论统一算法（Gas kinetic unified algorithm， GKUA）、统一气体动理学格式（Unified gas kinetic scheme， UGKS）和改进离散速度方法（Improved discrete velocity method， IDVM）3种数值途径，分析它们的基本假设和实现方式，关注它们目前取得的进展和应用情况。同时，本文还将IDVM进一步扩展到非定常情形，以便用于非定常跨流域问题求解。最后，本文对该类算法存在的一些问题进行讨论，期望在后续的研究中能予以解决。

来源：2022年第4期

《南京航空航天大学学报》期刊编辑部

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