数值网格生成方程中源项对网络正交性影响的研究

基于对数值网格生成的椭圆型偏微分控制方程中混合偏导数项非线性系数特性的 研究,从理论上推导了用于控制网格正交性的一种新源项给定形式,并讨论了其具体的数值实 现方法,数值计算结果表明,该新源项形式对生成网格的正交性具有很强的调节和控制能力。     

贴体网格生成技术中正交性和空间疏密控制研究

在综合阐述网格生成技术对流场数值计算重要性的基础上,提出了一种非周期性叶栅流场网格的数值生成方法。该方法对任意曲线（面）边界生成正交性思想的网格具有普适性,且可以对整个区域网格的正交性进行有效的控制。此外,本文还对网格正交性和疏密分布之间的关系进行了探讨,给出了影响网格正交性的因素和改进方法。     

偏微分方程网格生成技术中非线性系数的研究

网格生成技术是ＣＦＤ中极为关键的问题之一,偏微分方程数值网格生成技术是目前应用和研究最多的网格生成方法。本文应该各非线性系数对网格正交性和空间分布的影响进行了理论研究和数值验证。结果表明系数β具有控制网格正交性的作用,系数α和γ具有调节网格空间分布的作用,且其调节作用的强弱和α／γ的值有直接关系。     

透平叶栅C型网格生成技术的研究

研究了利用Ｐｏｉｓｓｏｎ方程偏微分方法生成叶栅Ｃ型网格技术，给出了其具体步骤。结果表明，该方法在控制网格线间距和正交性方面有很强的能力，对于叶栅流场的数值模拟是一种有效的、高质量的网格生成技术。     

任意六面体网格系统的建筑风致干扰数值模拟

采用任意六面体同位网格系统对控制方程进行离散,显式修正了网格非正交性和两相邻网格的错位,构建了与网格系统相适应的SIMPLE算法,并编制通用的建筑间风致干扰的数值模拟程序WSB.应用WSB和任意六面体同位网格系统,对中国沿海地区典型的低层双坡建筑物与上风不同体型建筑物之间的风致干扰进行数值模拟和分析.结果表明:任意六面体同位网格系统的生成、控制方程的离散、SIMPLE算法的实现以及程序WSB正确且有效;上风建筑对抗风起着积极的作用;上风建筑及其体型的不同对低层双坡屋面建筑坡面风压大小和分布形态影响显著.     

基于IGG的水力机械三维结构化网格的生成

网格质量对数值求解的稳定性及精度是至关重要的,结构化网格以其节省内存和便于节点编号等优点被广泛使用.许多流动分析软件均采用结构化网格进行数值求解,对于几何形状复杂的水力机械过流通道,提高网格质量,尤其是提高网格的正交性成为计算是否收敛的关键.本文以一离心水泵过流通道部件,借助于网格生成软件IGG,进行了结构化网格划分,获得了理想的结果.     

二维及三维网格生成中疏密和正交性的控制技术

本文通过给定边界外第一条网格线与边界之间的距离及网格与边界的夹角,联立求解椭圆方程和边界处的源项方程,获得曲线、曲面、三维空间的贴体网格,并对以前网格生成中稳定性不佳的问题做了改进。生成的网格边界间距可调,正交性好,用于压气机和透平叶片的网格生成,结果令人满意。     

多面体网格在船体绕流计算中的应用

为了验证多面体网格在船体绕流、特别是存在自由面的高速船体绕流计算中的有效性,将多面体网格应用于动网格中,基于多面体网格对DARPA Suboff潜艇进行了数值计算;基于混合网格和动区域法对一种高速单体穿浪船进行了数值计算,并将数值计算结果同水池实验结果进行了对比.研究表明:同四面体网格相比,多面体网格能有效减少非结构网格的单元数量,并能用更少的网格单元获取相似甚至更好的计算结果;多面体网格在潜艇绕流计算上的应用效果非常好;结合Robust(Octree)网格生成方法可改善多面体网格的正交性和分层性,进而能够更好地捕捉波形和飞溅;混合网格结合动区域法可以将多面体网格应用于包含船体运动的数值计算.     

势流函数正交网格生成方法

基于流函数和势函数自然正交的数理特性,采用有限元法直接求解流函数和势函数方程,生成正交网格.结果表明,所生成的网格具有正交性好和网格疏密易于调整的优点,尤其是对于复杂几何区域流场的计算更显优越性.     

三维扭曲叶片贴体网格生成的多网格—强隐式方法

采用直接求解偏微分方程组的方法生成具有复杂扭曲规律的三元离心叶轮贴体网格坐标.在数值求解中采用了三维强隐式方法和多网格技术,大大提高了数值计算的收敛速度.用本方法生成的三维贴体网格,具有网格线光滑性好,并可较方便地控制网格曲线的分布规律等优点,可用于三维粘性流场和跨音流场计算网格的生成.     

基于四叉树切削网格的N-S方程求解方法

以四叉树非结构化网格为基础,提出了背景区域采用正方形四叉树网格、边界区域采用切削网格的一种可以表达复杂几何形状的网格生成方法,该网格具有生成过程简单,正交性好等优点.在这种网格的基础上,采用非结构网格有限体积法进行离散得到了多种形状切削网格并存时Navier-Stokes（N-S）方程的求解算法,并以顶盖驱动斜方腔流和方腔内热圆柱自然对流为例,应用上述算法实现了网格生成和流动数值模拟,与基准解进行了比较,一致性较好.计算结果表明这种切削网格方法及其N-S方程求解方法具有可靠性和应用前景.     

气泡堆积法生成局部加密非结构化网格

对生成非结构化网格的气泡堆积法(BPM)进行改进,提出了一种生成局部加密非结构化网格的算法.该算法通过向多边形顶点添加任意大小气泡以及在内部设置点源,并利用反距离加权平均法传递节点信息,简单地实现了局部加密/稀疏网格的生成.同时,还提出了气泡数量的控制方法,可对过于稠密或者疏松的气泡群进行气泡的删除和添加,使所有的气泡更好地与计算区域相匹配,消除了不规则三角形网格的生成,提高了生成网格的质量.用改进的BPM算法对矩形区域生成了边界加密、中心稀疏的非结构化网格,在雷诺数为1000的工况下对方腔项盖驱动流进行了数值模拟,与基准解对比非常吻合,证明生成的网格质量较好.     

一种二维贴体网格改进算法的研究

为了改善流体数值计算的准确性和软件应用的方便性,对基于边界CAD模型的网格生成算法进行了探究.在对TM法和魏文礼法进行改进的基础上,结合邻边界节点滑动法,提出了一种改进的TM-魏法.在对AutoCAD软件进行二次开发的基础上,编制了基于边界CAD模型的网格生成软件,采用该软件对TM法、魏文礼法和改进的TM-魏法进行了比较,结果表明,改进的TM-魏法生成的网格在边界处及内部正交性上优于TM法或魏文礼法,对流场的适应性较好,且人机交互操作简单、方便.     

MPC模块三维分块贴体网格的耦合生成

采用分块耦合技术生成了ＭＰＣ模块多分支联接的三维非正交贴体网格，为进行流场计算作了必要的准备．所介绍的网格生成方法保证了在分块生成网格时穿过分界面的网格线是光滑连续的，并且可通过边界面上网格疏密或者规定边界面上网格线之间的夹角来控制内部区域的网格疏密．     

边界拟合坐标网格生成方法研究

指出了Thompson及Thomas曲线网格生成方法中控制网格分布的调节函数的问题所在，克服了Thomas曲线网格生成法中边界局部平直近似假定的缺陷，经过严格推导得出一组新的调节函数，并给出了曲线网格生成实例。实例检验表明，该调节函数能够对复杂边界的单连通域或多连通域生成理想的曲线网格，即边界处网格正交，内部网格分布能够适应物理量场变化。     

MPC模块三维分块贴体网格的耦合生成

采用分块耦合技术生成了ＭＰＣ模块多分支联接的三维非正交贴体网格，为进行流场计算作了必要的准备，所介绍的网格生成方法保证了在分块网格时穿过分界面的网格线是光滑连续的，并且可通过边界面上网格疏密或者规定边界面上网格线之间的夹角来控制内部区域的网格疏密。     

边界层对流扩散方程在自适应网格上的高精度紧致格式

对流扩散方程在非均匀网格上的高精度紧致格式具有精度高、模板小等优势,然而现有方法往往需要事先指定边界层或大梯度的位置,利用网格分布函数生成非均匀网格并调整网格分布参数,这严重影响方法的适用性.本文提出了一种在二维计算区域上生成正交网格的自适应方法,根据物理解的特征对网格的分布进行自适应调整,并结合非均匀网格上的高精度紧致格式对一维及二维边界层对流扩散问题进行求解.数值结果表明,自适应网格方法结合高阶紧致格式可以有效求解边界层问题,提高数值解的精度,减少计算所需的网格和计算量.     

充填过程ALE自由面追踪及网格生成方法

在ALE框架中提出了一种用于成型充填过程有限元数值模拟的自由面追踪及网格生成方法,用于确定自由面网格点移动的附加方程以自适应形式引入,适用于不同形状复杂腔体充填数值模拟中的自由面追踪．充填域变质量体系的实时网格生成过程简化为特定时刻移动自由面附近区域的多边形三角化过程,因而大大减少了网格处理所需的计算量．针对充填过程的特点提出了局部Laplacian光顺方法,有效地改善了网格质量．分析了不同类型的自由面节点碰壁方式并提出了相应的处理方法．给出了一个典型腔体中充填过程的数值模拟结果,证明了所提出的自由面追踪及网格生成方法的有效性．     

贴体网格的生成与通用传输方程在贴体坐标区域中的变换

该文推导了贴体坐标转换方程 ,通过离散方程生成了双辊薄带连铸熔池区域物理平面的贴体网格 ,同时采用修正源项的方法对网格在边界处的正交性进行了修正 ,将冶金传输过程中的通用传输方程从物理区域转变到计算区域中 ,并将物理区域中的边界条件向计算区域进行了一一对应转换 .     

非正交同位网格中的SIMPLE算法

利用有限体积法建立了非正交同位网格系统中的压力校正方程,详细给出了压力校正方程的离散形式,并对正方腔及倾斜角为45°的斜方腔内流场进行了数值模拟计算.结果表明,非正交同位网格系统中的SIMPLE算法具有编程简单,计算量、存储量小,计算效率高,收敛速度快的优点,可用于几何形状比较复杂流场的计算.