到達預定時階
大於 0.001
Viscid terms
是 Output
結束
第六章 結果討論
6.1 層流背階流場：
為了驗證 preconditioning 在低速可壓縮流的效用，先計算極低速流之背階 流場。圖 6-1 為計算模型，圖 6-2 與圖 6-3 為其三維網格示意圖，接著定義其背
階高度為 H，如圖 6-4 所示。為了確定出口速度可以到達完全發展流，因此管道
接著將此結果與 BARKLEY 等人於[15]的結果做比較，其再接觸點約為 10H，
如圖 6-11 所示。本流場的再接觸點約為 9.5H。與該結果相當接近，由此可確定 preconditioning 在極低速可壓縮流的模擬中，也可得到良好的精度與結果。
X 方向 Y 方向 Z 方向 網格
大小
0.0035
∆ =X ∆ =Y 0.0005 ∆ =Z 0.01
網格數 120 40 10
表 6-1 層流背階計算範圍
圖 6-1：背階模型圖
圖 6-2：三維模型圖
圖 6-3：網格示意圖
圖 6-4：背階高度圖 H
圖 6-5：瞬時速度場(t=0.05 秒)
) 圖 6-6：瞬時速度場(t=0.3 秒)
圖 6-7：瞬時速度場(t=1 秒)
圖 6-8：瞬時速度場(t=2 秒)
圖 6-9：穩態速度場
圖 6-10：回流區域速度圖
圖 6-11：再接觸點[15]
6.2 超音速流場：
（noncontinuum）區域內對其做出連續（continuum）的假設所造成，因此，該 震盪現象究竟是實際物理現象或是計算上的影響還不清楚。雖然此區域內的物理 現象極為複雜，但根據目前的研究卻顯示，此種震盪對於平板前緣後方的物理現 象並不重要。
圖 6-17 為平板前緣（約X =1.2 10× −6）垂直方向的壓力分佈圖。在此區域 內由於極低的密度造成即薄的邊界層。因此當後方流體經過此類似鈍形體
（blunter body）時，會馬上在平板前緣產生不連續的震波（shock wave）效應，
使的壓力劇烈升高。
最後，將此結果與[16]的結果做比較，如圖 6-15 與圖 6-17 所示。圖中，黑 色實線部份為此文獻之結果，紅色記號為本程式之結果。由此可以看出兩者非常 接近，因此確定本程式即使在高馬赫數的情況下，可以得到正確的結果。
X 方向 Y 方向 網格大小 ∆ =X 1.5 10× -7 ∆ =Y 1.1 10× -7
網格數 70 70
長度 X =1.05 10× -5 Y =0.77 10× -5 表 6-2 超音速流場計算範圍
超音速流
平板底部 圖 6-12：超音速流場
圖 6-13：流場速度場圖
壓力 ( P a )
X 方向網格數 圖 6-14：底板壓力分佈圖
圖 6-15：底板壓力分佈圖[16]
Y 方向網格數
壓力（Pa）
圖 6-16：平板前緣壓力分佈圖
圖 6-17：平板前緣壓力分佈圖[16]
6.3 紊流背階流場：
8.1H 左右，與本模擬的結果相當吻合。除此之外，LES 的紊流模式也改善了K−ε 模式的缺點。根據[18]的實驗結果，其再接觸點約為 7.8H，而K−ε模式所算出 的在接觸點約為 6.2H，與實驗值相差較遠。而本研究 LES 紊流模擬結果約為 8H，
與實驗值誤差在 3％以內。
由上述結果可以得知，本程式即使在低速的紊流流場中，也可計算出相當精 確的結果。
X 方向 Y 方向 Z 方向 網格
大小
0.008
∆ =X ∆ =Y 0.008 ∆ =Z 0.008
網格數 200 30 30
表 6-3：背階計算範圍
圖 6-18：背階模型圖
圖 6-19：背階網格圖
圖 6-20：背階網格圖
圖 6-21：瞬時速度圖
圖 6-22：瞬時速度圖（t=0.05 秒）
圖 6-23：瞬時速度圖（t=0.5 秒）
圖 6-24：瞬時速度圖（t=2.5 秒）
圖 6-25：平均速度圖
第七章 結論
本研究中，成功的將流體問題整合。包含有：
1. 改善過去將流體區分為可壓縮流與不可壓縮流的缺點。
2. 在可壓縮流中加入 preconditioning 方法，讓程式適用於全域流場。
3. 加入 LES 紊流模式，提高程式的應用範圍。
因此程式的應用範圍極廣，包括高速流體、低速流體、黏滯性流體、非黏滯 性流體、層流流體與紊流流體，皆可於本程式中計算而得到精確的結果。