基于形体中轴的全四边形有限元网格自动生成算法

空间任意形体均可由形体中轴和中轴半径重构.本文在任意区域的形体中轴生成的基础上,提出了一种应用中轴半径函数及其变化,生成全四边形有限元网格的新算法———排梯法.应用结果表明,本算法可生成接近正方形的高质量的网格,且算法简单,易于编程,能大大提高有限元计算效率和应用范围.     

滨海潮汐水域数值模拟的三角形网格生成技术

网格系统作为基础性的研究手段,被广泛应用于科学研究的许多领域。本文着重探讨在对潮汐水域水流流动和污染物迁移变化的数值模拟工作中,针对目标海域,通过合理的分区规划、网格点布置、三角形各顶点的搜索等相关步骤而系统、科学的生成平面二维三角形网格系统的实用技术。     

裂缝性油藏非结构四边形网格数值模拟研究

在裂缝性油藏数值模拟中,引入非结构四边形网格系统是目前高精度数值模拟研究的热点,它能对复杂油藏边界、交叉裂缝、多条裂缝、多方向分布裂缝、复杂分支结构井等条件下任意连通区域进行网格剖分,相对其他非结构网格,它需要的网格数量少,且精度更高。建立连续介质模型和离散裂缝模型相结合的混合渗流模型并数值离散求解发现,非结构四边形网格的引入导致数值模拟计算效率严重下降。针对此问题,提出了3种解决方案：改进Paving算法的裂缝末端形态变形法、二维和三维网格编号重新排序方法和MPI并行计算方法,计算效率平均提高70%。     

平面网格生成中网格密度的控制方法及其应用

提出了一种控制网格密度的边界点分布函数,结合所选用的网格生成方法,建立了能适应带有各种边界域和各种网格密度分布要求的二维网格生成系统,能方便灵活地生成各种网络。     

基于四边形折叠的三角网格简化算法

 通过定义三角网格模型中的两个以公共边相连的三角形构成一个空间四边形,提出了一种新的基于这种空间四边形折叠的网格简化算法。该算法以四边形折叠为基本操作,利用Garland的二次误差度量(QEM)做误差控制,每次折叠操作可以减少3个顶点及6个面片,从而实现比Garland的QEM算法、周昆等的三角形折叠算法更高的简化效率,文中给出多个试验结果说明了该算法的有效性。     

有限元网格自动生成中的网格加密新方法

提出了一种新的网格加密方法．给出了网格密度控制的有关参数的具体定义，这些参数一般附着在目标Ｂ－ｒｅｐｓ表述中的拓扑要素上．说明了在网格加密过程中处理边界曲线离散、区域内布点及点插入等问题时所采用的有关方法，所给出的实例表明了所提出的网格加密方法的性能．     

基于带约束前沿推进的四边形网格生成方法

针对当前各种Q-Morph算法在生成四边形网格的过程中容易产生残余三角形这一缺陷,提出了一种带约束的前沿推进算法.该方法是一种基于前沿推进思想的Q-Morph算法,由当前前沿生成两条侧边和一条顶边,并删除其内部的三角形,从而将三角形网格合并生成一个四边形网格,并在前沿推进的过程中加入了约束条件,从而可以有效地避免残余三角形的产生,提高了算法的效率和最终生成网格的质量.数值实验表明,该算法能够全自动生成质量较好的四边形网格.     

一种改进的高品质全四边形网格生成方法

在网格生成诸方法中,铺路法自动化程度高、生成的单元质量好,是一种很值得研究的方法.但该方法步骤繁琐,且相交处理过程非常复杂,为了提高该方法的可靠性和适应性,文中作了一些改进,在删除一些繁琐操作的同时,加入了一些新的算法规则,采用边生成网格边进行相交判断的方法,一旦发现相交情况发生,立即终止网格生成而转入相交处理模块.最后给出了两个网格实例,证明了该改进方法的有效性.     

混合网格在水平井油藏数值模拟中的应用

由于流体在水平井附近呈径向流动,采用直角网格系统的常规油藏模拟器进行模拟不够可靠。本文用一种环绕井眼的混合网格加密方法,即将直角网格与径向网格相结合以模拟水平井眼附近流体流动。并利用第七届SPE考题所公布的数据验证了该模型的有效性。     

二维各向异性非结构化网格的自动生成与应用

根据生成适体坐标网络空间变换的思想，结合Delaunay非结构化网络生成技术，实现了各向异性非结构化网格的生成。部分算例表明，通过给定测度矩阵，可以控制生成预期的网格。 针对各向异性导热问题的控制容积有限元法（CVFE）离散数值计算表明，用各向异性网格比各向同性网格收敛快。     

有限元网格自动剖分方法及其在工程中的应用

介绍了一些特殊曲面的网格自动生成方法,从有限元网格的生成规律出发给出了三次样条曲线在网格划分中具体形成的方法。利用该方法建立了汽车车身有限元模型并进行了有限元网格剖分,以该汽车车身有限元网格剖分数据为基础对汽车车身进行了动力计算,给出了前几阶振动频率和振型。     

正交试验法在数值模拟中的应用

数值模拟技术同实际试验方法相结合,可简化试验频次,提高模拟效率。以曲面零件为例,利用Dy-naform软件在其他条件不变的工况下,调整压边力、拉深筋、材料这3种边界条件进行计算机模拟;并与正交试验法相结合,通过对结果的分析,得出实际效果最好的条件组合,同实际试验相验证,指导实际生产。     

PDP放电特性二维流体数值模拟的加速方法

针对PDP气体放电的流体模型,采用指数方法(Scharfetter-Gummel)和电场半隐格式对新型荫罩式PDP显示单元结构的放电过程进行数值模拟.研究时间步长和空间网格大小的变化对模拟结果的影响和对计算速度的改进,结果表明利用半隐格式求解电场可以大大提高时间步长,同时可以在电场变化不显著的方向上粗分网格,从而达到既保证计算精度又提高计算速度的目的.针对新型荫罩式PDP显示单元结构的实例计算结果表明,使用半隐格式求解电场可使计算速度提高80倍左右.同时根据放电单元的结构和放电空间的电场分布,在电场变化不显著的方向粗分网格从5 μm增大到20 μm,可使计算时间比原来减少80%左右.     

相场法在凝固数值模拟中的应用

研究了相场方法在纯物质凝固生长过程中计算模拟的应用．通过选取不同过冷度和各向异性系数进行纯物质镍的技晶生长模拟,最后采用加入非平衡扰动的方式,进行了侧向分技生长的模拟．模拟结果表明,模拟中过冷度和各向异性强度需要耦合考虑;非平衡扰动在模拟中不影响尖端生长速度．     

方形颗粒沉降运动的有限元ALE法直接数值模拟

采用有限元任意拉格朗日欧拉(ALE)法对方形颗粒在二维垂直通道中的沉降运动进行研究。对不同初始取向角、长宽比以及不同雷诺数情况下单个颗粒的沉降过程进行了数值模拟。结果表明,雷诺数一定时,初始取向角对颗粒沉降过程有很大影响。初始取向角增大,颗粒的取向角、沉降速度、角速度以及横向漂移速度的振幅都将增大;长宽比对其沉降过程的影响与长宽尺寸有关。但是,无论长宽尺寸是多少,长宽比增大,颗粒最终沉降速度将相应减小;雷诺数对颗粒沉降过程也有很大影响。当雷诺数小于某个临界值时,颗粒最终会稳定沉降;当雷诺数较大时,颗粒的横向漂移和取向角都会出现持久振荡。多个方形颗粒在沉降过程中由于颗粒之间的相互作用,会出现倒"T"形结构,并且随着时间的推移,逐渐趋向于水平位置。     

SPH方法在溃坝数值模拟中的应用

光滑粒子流体动力学(SPH)方法是一种纯拉格朗日无网格方法,适用于模拟波浪破碎、高速水流、高速冲击碰撞等瞬时极大变形的问题。介绍了SPH方法的基本原理、核函数及离散格式的控制方程、边界处理方法等,建立了数值水槽模型,验证了模型的有效性。应用SPH方法模拟了二维溃坝问题,考虑了添加无孔障碍物和有孔障碍物的2种情形,将模拟得到的结果进行对比分析。结果表明,SPH方法能够很好地捕捉流体自由面变形、飞溅及融合现象,在一定程度上有孔障碍物有更好的消能效果。     

混凝土骨料有限元模型自动生成方法

针对圆形、椭圆形、多边形三种剖面形状的骨料夹杂分别给出了混凝土的二维有限元建模方法,为细观结构研究提供了全自动的建模工具．提出了一种新的以面积为标度的任意两椭圆骨料侵入的判别准则,有效地克服了椭圆形骨料几何模型生成中的效率瓶颈问题;提出了综合考虑边数、形状、尺寸等随机特性的多边形骨料生成方法,并简单有效地保证了多边形骨料为凸的性质,使所建的随机几何模型能够更好地模拟人工骨料和再生骨料;对生成的几何模型,运用改进的推进波前法一次性生成所有骨料的有限元网格,为进一步的复合材料细观结构和宏观力学性能的多尺度计算打下了基础．最后用几个算例验证了算法的有效性。     

碳酸盐岩裂缝储层精细建模及其数值模拟

为了有效地进行碳酸盐岩裂缝储层的地震波场数值模拟,提出了一种碳酸盐岩裂缝储层的精细建模技术,该技术包含裂缝发育带位置的准确设定和裂缝发育带物性参数的准确设定两项内容。首先基于三维叠后地震资料的裂缝检测资料和根据地震层位资料建立背景地层模型,建立包含裂缝发育带的碳酸盐岩裂缝储层模型;然后,基于流体因子分析的基质矿物体积模量反演方法,采用Hudson模型准确地计算裂缝发育带的等效物性参数。渤海某区的碳酸盐岩裂缝储层建模的实例表明,提出的碳酸盐岩裂缝储层精细建模技术能准确地建立研究区的裂缝储层模型,其得到的地震波场特征与井旁地震响应特征一致,可以有效地总结研究区裂缝储层的地震波场响应特征;并应用于指导后续的储层预测。     

对方形散流器送风口的数值描述方法及应用

在对室内空气流动进行数值模拟的过程中,对送风口的描述是影响模拟效果的重要因素之一．已有的风口模型相对于具体设备而言缺乏针对性,且不便于实际操作,不适应工程模拟的需要．为了寻求一种简便易行的描述方法,以工程中常用的方形散流器为研究对象,从其结构入手进行分析,得到流速分布曲线及计算式,进而提出新的描述方法．模拟过程中采用控制容积法离散方程,将流速定义在控制面上,并引入时间项作为松弛因子．通过模拟具体问题,预测出散流器出口附近的流速分布,并与实测结果比较,验证了描述方法的可靠性和可行性．最后应用模拟结果对传统的散漉器设置方式提出改进意见．     

数值模拟技术在聚合物驱油过程中跟踪调整应用

利用Eclipse数值模拟软件研究大庆油田北一区断西主力油层沉积特征、开发状况、剩余油分布规律,并对该区块在注入超高分子量聚合物过程中改注抗盐聚合物的特征变化进行借助计算机数值模拟技术进行研究,提前掌握区块运行规律,结合区块生产状况,提出相应的措施调整方案,进一步提高聚合物驱油开发效果.