网格生成是工程设计仿真软件的基础,在现代工业中起着关键作用,特别是在航空航天领域。超高速飞行器如飞机,主要部件的形状设计需要数值模拟工具来确定其空气动力和扭矩。作为计算流体力学中的离散计算域,网格在超高速飞行器仿真模拟过程中的数值计算精度范围和收敛速率都直接地受到网格质量的影响。由于凹边、凹槽和狭窄缝隙区域等复杂几何形状的存在,创建高质量的附面层网格仍然是一个重大而严峻的挑战。本文提出了一种基于各向异性体调和场的有效附面层网格生成方法,用于粘性流动模拟。各向异性调和场生成的附面层网格通过自动添加局部张量来调整调和场,为基于传统偏微分方程方法的网格生成提供了更多的自由度,各向异性体调和场在一定程度上弥补了传统偏微分方程方法的缺陷,与附面层网格生成任务相匹配。标准调和场可以提供大量信息,利用它自动添加局部张量约束。为了解决凹腔或狭缝区域中的附面层网格碰撞,利用三维张量控制的各向异性体调和场来生成附面层网格。首先,构造一个拟合良好的背景四面体网格作为体调和场的离散计算域。然后,利用三维张量来控制更适合几何形状的体调和场。从拓扑的角度来看,附面层网格的生成可以被视为粘性壁的拓扑保留变形。因此,体调和场中的等值面在拟合其形状时应该与粘性壁同构。最后,可以通过估计体调和场中的前进方向来诱导完整的附面层网格。而且,为了适应不同的模拟情况,附面层网格的厚度应该是可变的。本文的方法提供了局部可调节厚度的附面层网格,这可以通过控制局部三维张量来实现。所提出的基于各向异性体调和场的附面层网格是有效且稳健的,并且可以保证完整的附面层网格而不会出现低质量的碰撞。各种实验表明,提出的附面层网格在有效性方面具有明显的优势。