# NWPU-CFD

**Repository Path**: hww-ww/nwpu-cfd

## Basic Information

- **Project Name**: NWPU-CFD
- **Description**: NWPU计算流体力学大作业C++实现
- **Primary Language**: C++
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 9
- **Forks**: 2
- **Created**: 2021-03-30
- **Last Updated**: 2025-09-22

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# NWPU-CFD

#### 介绍
NWPU计算流体力学大作业C++实现

#### 软件架构
本文档为计算流体力学基础大作业的说明文档

使用语言：C++

CPU配置：Intel(R) Core(TM) i5-6300 CPU @ 2.40GHz 2.50GHz，计算时间供参考。

本次大作业分为三个，其文件夹格式为：


1. O型网格生成

输入：input.txt

编译并运行文件：O-grid.cpp

输出：Output/O-grid.dat, Output/Flowfield.dat, Output/Cp_x.dat


2. 一维Burgers方程数值求解

输入：input.txt

编译并运行文件：Burgers.cpp

输出：Output/burgers_mu_0.00.dat, Output/burgers_mu_0.01.dat, Output/burgers_mu_0.05.dat, Output/burgers_mu_0.10.dat


3. 准一维Laval流动

输入：input.txt

编译并运行文件：Laval.cpp

输出：Output/Laval_Cx=0.05.dat, Output/Laval_Cx=0.15.dat, Output/Laval_Cx=0.20.dat, Output/precise.dat


#### 使用说明

1.  基于椭圆型微分方程网格生成与流场求解

1.1. 输入文档说明

O-grid.cpp为C++编写的源程序，input.txt为输入参数文本文件，文件中第一行为参数名，第二行为对应的参数值。

输入文档格式如下：

```
Points,Radius,errlimit,iterlimit,Velocity
101,30,1e-5,20000,20.0
```

- Points：径向节点数
- Radius：半径
- errlimit：误差限
- iterlimit：最大允许迭代次数
- Velocity：来流速度

参考运行时间：50s

1.2. 运行结果

1.2.1 O网格

![翼型全局网格](https://images.gitee.com/uploads/images/2021/0330/221609_59c72344_8898272.jpeg "O-grid1.jpg")
![翼型后缘网格](https://images.gitee.com/uploads/images/2021/0330/221523_ce4f3403_8898272.jpeg "O-grid2.jpg")

1.2.2. 流场显示

![压力系数云图](https://images.gitee.com/uploads/images/2021/0330/222504_14b33ad3_8898272.jpeg "Cp-field.jpg")
![压力系数云图](https://images.gitee.com/uploads/images/2021/0330/222253_c92f69fb_8898272.jpeg "Cp-field2.jpg")
![U速度云图](https://images.gitee.com/uploads/images/2021/0330/222322_9bf75ecd_8898272.jpeg "U-field.jpg")
![V速度云图](https://images.gitee.com/uploads/images/2021/0330/222340_269374f8_8898272.jpeg "V-field.jpg")

1.2.3. 压力系数分布

![翼型表面压力系数分布](https://images.gitee.com/uploads/images/2021/0330/222201_4347d8c4_8898272.jpeg "Cp.jpg")

2.  一维Burgers方程求解

2.1. 输入文档说明

Burgers.cpp为C++编写的源程序，input.txt为输入参数文本文件，从第二行起，第一列为无量纲时间，第二列为粘性系数。

输入文档格式如下：

```
time,mu
0.8,0.0
1.4,0.01
2.0,0.05
2.0,0.1
```

输入n行参数，则会生成n个.dat文件，文件名分别为burgers_mu_***.dat，“***”位置为输入参数中的粘性系数值，每个.dat文件中包含不同无量纲时间下的结果。
参考运行时间：9s

2.2. 运行结果

![mu=0.00](https://images.gitee.com/uploads/images/2021/0330/223946_27a3efb7_8898272.jpeg "mu=0.00.jpg")


2.3. 结果分析

无粘情况下 (μ = 0)速度到最后会发生突变，并且存在振荡；随着粘性的逐渐增大，速度变化逐渐放缓，速度曲线更加平缓，激波的非物理振荡被消除，并且在时间推进过程中，速度曲线间的差异越来越小。

3.  求解准一维Laval 管流动的Euler方程

3.1. 输入文档说明

Laval.cpp为C++编写的源程序，input.txt为输入参数文本文件，从第二行起，第一行为参数名，第二行为对应的参数值。

输入文档格式如下：

```
Mach Number,xleft,xright,Pe,Cx,CFL,Errlimit,Iterlimit,xStep
1.16,0.1,1.0,0.8785,0.2,0.5,0.000001,20000,200
```
- Mach Number：入口处马赫数
- xleft：左边界（入口）坐标
- xright：右边界（出口）坐标
- Pe：出口反压
- Cx：人工粘性系数
- CFL：Courant数
- Errlimit：误差限
- Iterlimit：最大允许迭代次数
- xStep：空间离散节点数

编译并运行Laval.cpp文件后，程序会自动新建一个名为“Output”的文件夹，计算结果的数据文件将保存在其中，如果结果已存在，则会用新的结果覆盖旧的。

运行后会生成2个数据文件，一个文件名为Laval_Cx=***.dat，“***”为输入参数中的人工粘性系数值，每改变一次输入参数中的Cx值，就会生成一个新结果；另一个生成的文件为precise.dat的精确解数据文件。
参考运行时间：3s

2.2. 运行结果




2.3. 结果分析

从比较中可以看出，添加人工粘性系数后，间断处的震荡得到抑制，增加了数值解的稳定性，但与精确解的差别有所增大，计算精度有所降低。

#### 参与贡献

1.  Fork 本仓库
2.  新建 Feat_xxx 分支
3.  提交代码
4.  新建 Pull Request


Reference：https://gitee.com/Bsuniverse/NWPU-CFD.git