​有限体积法

资 源 简 介

​有限体积法

详 情 说 明

有限体积法（FVM）是计算流体力学中广泛应用的数值方法，特别适用于复杂几何形状的流动问题。这种方法通过将计算域划分为离散的控制体积来求解守恒方程，物理量在每个控制体积的界面上保持守恒特性。

在NACA0012翼型流场模拟中，有限体积法展现出独特优势。NACA0012作为对称翼型的经典代表，其模拟需要精确捕捉前缘驻点、后缘分离等流动特征。通过有限体积法离散Navier-Stokes方程时，可采用中心格式或迎风格式处理对流项，而扩散项通常采用二阶中心差分。

实际模拟过程包含三个关键阶段：首先建立包含翼型的计算网格，特别注意前缘和后缘区域的网格加密；然后设置边界条件，远场采用无反射条件，翼型表面应用无滑移条件；最后迭代求解时，需注意耦合压力-速度场的处理策略，如采用SIMPLE算法系列。

该方法在跨声速流场模拟中，还需引入激波捕捉技术，如通量限制器或人工耗散项。收敛判断通常基于残差下降和力系数稳定性双重标准。相比于有限差分法，有限体积法能更好地保持物理守恒性，这也是其成为CFD主流方法的重要原因。