Abstract
為了要描述複雜幾何形狀流場，勢必要發展一套適合複雜幾何形狀流場的數值方法。過去數值方法所用的正交- 交錯網格方法的安排，已不足以適用於複雜幾何形狀流場的計算了。因此，為了要能更準確的計算任意幾何形狀流場，本研究則利用了曲線非正交- 非交錯網格的安排。這套系統早在Peric[1]、Shyy and Braaten [2]、Majumdar et al.[3] 和Lien andLeschziner[4]已經被採用了，且前人的經驗及結果也證實了，這套系統更能描述任意幾何形狀流場。本論文研究的目的在於發展及利用非正交-非交錯網格的方法，配合雷諾應力紊流模式的程式，來模擬複雜幾何形狀的流場。在做複雜幾何形狀流場的計算之前，本研究則做了一系列的測試，包括層流與紊流兩部份，而主要的模擬對象為斜背向階梯流場，並且也做不同角度的探討，其結果將與κ-ε 紊流模式及實驗值相互比較。在使用非正交- 非交錯網格方法上，最困難的問題是在解決速度與壓力，及速度與雷諾應力的耦合關係。而本程式所用的Rhie and Chow [13]的觀念，來解決速度與壓力的耦合問題，再利用此觀念配合 Huang andLeschziner[17]的表面黏滯力(apparent viscosity)的理論，解決了速度與雷諾應力的耦合問題。由計算結果可看出，整個程式的計算過程是相當穩定的，而且計算結果沒有震盪現象產生。這兩個觀念在解決非正交- 非交錯網格的數值方法上的震盪問題是非常重要的，因為如果處理不當是很容易震盪的，甚至發散而無法得到正確的結果。本研究成功的發展一個非正交- 非交錯網格方法，配合雷諾應力紊流模式的程式。