阵面推进法生成3D非结构网格及运动网格研究与应用

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非结构网格在处理复杂边界的优越性以及相对于结构网格更容易生成而受到科学工作者越来越多的重视。本文主要研究了阵面推进法进行二维、三维非结构网格的生成和应用,并对流场中含有运动边界的问题进行了研究。 阵面推进法生成非结构网格,首先在需要进行网格化的计算域中生成背景结构化网格,得到计算域中每一点处的背景网格参数,再把边界边离散,形成初始阵面,从所有阵面中选出一个阵面,插入一个新点或者找到一个已存在的点构成一个网格单元,然后更新阵面,这个过程直到阵面数为零为止。 本文采用阵面推进法对三维复杂外形形体进行体网格的自动生成。由CAD系统进行形体的定义,用代表性的曲线和曲面来描述形体,通过对曲面进行坐标变换或保形变换后,在二维平面生成平面网格,逆变换回三维空间得到表面网格,在此基础上进行体网格的生成。建立了由CAD系统到网格生成的接口;同时给出了质量优化方法,通过背景网格对网格进行局部加密,适应实际问题的需要;分析研究了有效的数据结构,建立了ADT结构运用到网格生成中,大大提高了网格生成效率。同时,本文对含有运动边界的网格的生成作了初步的研究。 最后,应用本文研究开发的阵面推进法自动生成三维复杂外形形体非结构网格的功能,采用已有的流场解算器,对爆炸波在T形圆拱坑道中的传播现象进行数值模拟。应用计算表明,采用阵面推进法生成的非结构网格具有很好的性能,能够满足数值计算的要求。
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