验和物理特性分析,验证计算方法的可靠性,从而进一步改进计 算方法。 事实上,实验研究、理论分析方法和数值模拟是研究流体运 动规律的三种基本方法,它们的发展是相互依赖相互缇进的。 另一方而,计算流体力学的发展进程是伴随着计算机技术的 发展而前进的。一般来说,只有计算机的速度、内存和外围设备 达到一定程度时才会有计算流体力学新阶段的出现。随着计算技 术的提高、巨型计算机的出现,计算流体力学所研究问题的深度 和广度不断发展,它不但可用于研究已知的一些物理问题,而且 可用于发现新的物理现象。例如甘贝尔( Campbel1)和穆勒 丶 Mueller)等人在数值实验中,发现了亚声速斜坡绕流中的分离 现象(),以后他们在风洞实验中作了证实;又如基姆(Kim)和 莫因(Moin)等人在数值计算中发现了倒马蹄涡。,后来被实 验研究所证实。其研究领域也随着计算机的速度和内存的增加而 不断扩大。例如文献“中采用64个节点机构成的NSC计算机,求 解非定常不可压N-S方程,直接数值模拟各向同性湍流,得到 了较好的结果。这使人们更清楚地了解到采用直接数值模拟的方 法与实验研究相结合是突破多年来未能解决的流体力学关键问题 湍流阎题的重要方法 总之,计算流体力学的兴起促进了流体力学的发展,改变了 流体力学研究工作的状况,很多愿来认为难以解决的间题,如超 声速、高超声速钝体绕流,分离流涡运动、低密度效应、真实气 体效应以及湍流问题等,都有了不同程度的发展,且将为流体力 学研究工作提供新的前景。 第¨节计算流体力学的发展 计算流体力学首先是随着计算技术和宇航飞行器的发展而发 展且逐步形成独立学科的。计算机问世以前,研究工作的重点 是椭圆型方程的数值解。30年代中所研究的绕流流场是假设气体