三体船兴波阻力计算的自由面网格快速生成

针对三体船Rank ine源计算方法的自由面网格快速生成问题,基于NURBS(非均匀有理B样条)曲线表达船体水线及自由面网格边界线,运用贴体坐标代数法生成自由面网格,开发了适用于三体船兴波阻力计算的自由面网格快速生成系统.该系统仅需输入必要的船体型值和几个控制参数即可快速生成三体船兴波阻力计算的自由面网格,并实现网格密度变化控制,避免了商用网格生成软件生成三体船自由面网格的繁琐过程,可用于带有方尾的三体船型自由面网格快速生成,提高了三体船兴波问题Rank ine源计算方法自由面网格划分效率.     

渗流计算中求解浸润线的自由面适应网格方法

渗流计算中的浸润线计算属于自由面求解问题,传统的求解自由面方法,多为改变网格去适应自由面在迭代过程中的变化。提出了自由面适应网格方法,该方法与传统方法相反,即在迭代求解过程中不改变网格而是让浸润线不断地去适应网格,采用网格映射的方法去确定浸润线,直至最后达到允许精度,得到要求的浸润线分布。结果表明,该方法具有计算简单,编程方便,精度较高等优点。采用本方法时,如果采用加密网格或者高阶映射的方法则可以进一步提高求解精度。     

非结构网格特定条件下热传导的数值计算

用基元有限容积方法,在非结构化网格中离散和求解热传导方程,二阶迎风格式和全程隐式迭代求解稳态导热问题.在验证求解方法的算例中,结构化和非结构化网格同时采用,并且提供了3种非结构化网格(三角形网格、四边形网格和混合网格)的计算结果,同时用精确解与得到的数值解相比较.虽然两种网格形式都能得到满意的精确度结果,但对于非正交的非结构化网格,二次扩散项对提高精度是十分重要的.     

基于非结构化网格的离散裂缝建模技术研究

裂缝油藏由于裂缝的复杂性,基于结构化网格的建模及数模技术难以准确表征其渗流规律,且网格数量大、运算效率低。针对离散裂缝薄层模型,提出了基于非结构化网格的分层三棱柱网格生成方法,利用大尺度裂缝作为约束,建立全三维非结构化网格模型。根据锦州25-1南太古宇变质岩潜山油藏的具体情况,进行基质系统属性参数建模和中小尺度裂缝系统等效属性参数建模,然后进行基于联通表的离散裂缝数值模拟和历史拟合。结果表明,所建地质模型的拟合效果比结构化网格模型好,更加接近生产实际。     

有自由面渗流分析的虚节点法

为克服现有固定网格法解决有自由面渗流问题存在的不足，提出了能精确描述跨越自由面单元渗透矩阵的虚节点法，该方法根据自由面将跨越自由面的单元划分若干区域，单元渗透矩阵由分区积分得到，通过调整单元渗透矩阵将溢出面的边界约束限制在单元内部，无需对初始网格信息作任何修改。数值算例表明该方法是简单有效的。     

不同网格中导热方程的精确解和数值解

用基元有限容积方法求解热传导问题,结构化网格和非结构化网格同时采用,并和精确解相比较.虽然从两种网格形式,都能得到满意的结果,但结构化网格在规则区域更精确一些.对于非结构化网格,二次扩散项对提高精度是十分重要的.     

拉伸弹簧与扭转弹簧模拟动态网格方法分析与改进

分析了基于拉伸弹簧模拟的动态网格方法及其组合形式在非结构化网格和结构化网格中应用的优缺点,并引入网格尺度修正系数,以加强弹簧模拟方法对大扭转变形的适应能力,通过NACA0012翼型流场非结构化网格和正弦振动平板流场结构化网格两个算例验证了分析结果,表明了修正系数的有效性,并且发现使用修正后的扭转弹簧和拉伸弹簧模拟的组合更能保证网格质量,同时在大变形下需要使用网格光顺方法以提高网格质量。     

结构与非结构网格之间的转换及应用

结构化网格转换成非结构化网格是网格生成技术的一个分支．通过这种转换，可以同时得到两种网格的优势，即结构化网格收敛快和非结构化网格适应边界广的特性，并且也拓展了非结构化网格计算程序的应用范围．笔者给出了正交网格和适体网格的转换模型，用基元有限客积法和二阶精度格式，在转换后的非结构化网格中离散热传导方程，同时也提供多个三维不同几何形状和不同边界条件的热传导算例，以此检验这种转换的正确性和可行性．     

非结构化四面体网格生成方法及改进

对生成三维非结构化网格的D e launay方法进行了分析,给出四面体网格生成的基本步骤.改进判断非结构化网格质量的方法,提出采用四面体单元无量纲棱长的标准差对网格质量进行评价.对于已经生成的初始化网格,在棱长标准差最大的四面体单元内加入新点重新构造网格,反复进行迭代直到所有的标准差小于设定值.该方法比较灵活且易于实现.通过不同的算例对网格生成及改进方法进行了验证,获得了理想的结果.     

圆环域中结构与非结构网格的热传导数值计算

用有限容积方法求解圆域和圆环域中的热传导问题。同时采用结构化网格和非结构化网格进行数值计算,其中结构化网格采用极坐标,而非结构化网格采用笛卡尔直角坐标。所有数值计算结果同精确解相比较,并得到相一致的结果。结构化网格求解问题因受求解区域几何形状的限制而需选择不同的坐标系进行方程离散,而非结构化网格则没有这种限制。     

非结构混合网格下的三维舵面流动计算研究

运用非结构混合网格上N S方程的求解技术对三维舵面的粘性绕流进行了计算研究。在物面粘性作用区,运用改进的推进层方法生成三棱柱、金字塔和四面体型混合网格;在其它流动区域采用阵面推进方法生成四面体网格。采用基于重构中心格式的格心有限体积法和SPALART-A LLM ARAS一方程湍流模型对N S方程进行空间离散,运用通量线化假设和最大特征值方法进行雅可比矩阵分裂来实现隐式高斯-赛德尔时间迭代。以某带舵面偏转的机翼模型为数值算例,系统地计算和分析了迎角、舵偏角及马赫数对舵面气动特性和舵面流动分离的影响,并将计算得到的舵面铰链力矩与实验结果进行了对比验证。数值算例表明:该方法可以为三维舵面气动力和铰链力矩的计算与分析提供有效的数值工具。     

基于散乱点云数据的曲面重构方法

散乱点云的三维重构有广阔的应用前景,通用高效的重构算法是研究重点之一,目前大多采用三角面片重构,与通用CAD/CAM系统中的四边域重构不兼容。本文提出一种在三角域上对散乱点云数据进行NURBS曲面重构的方法,结合了三角面片重构的灵活性与NURBS曲面重构的通用性。首先对测量点     

基于直角叉树切割网格的复杂外形N-S方程数值模拟

对于粘性绕流的数值模拟，在直角叉树切割网格的基础上，结合三角形非结构网格和矩形结构化网格，利用其各自的优势和特点，提出了一种生成混合染交网格的思路和方法，在物面附近生成了适合粘性流计算的大长宽比矩形网格，地远场分布直角叉树切割网格，快速离散计算空间。对于复杂的多体问题，采用三角形网格来连接 各体网格，并运用网格合并的方法，保证了各网格之间的光滑过渡过连接，提高了网格的质量，针对复杂多段翼型绕流问题，在上述网格基础上，采用B－L代数湍流模型和中心有限体积法，完成了Navier-Stokes方程（N－S方程）的数值模拟，计算结果表明，网格生成和流场计算都是正确的。     

溃坝水流三维计算模型比较

选取土石坝漫顶冲决过程中假定的溃口形状,采用FLOW-3D及FLUENT计算流体力学软件分别对固定溃口形状下漫坝水流进行全三维湍流数值模拟,对比研究溃坝水流的三维流动及水流对坝体的作用.结果表明,两者较为一致地反映了土石坝漫顶冲决过程中水流的流动及坝面应力分布,主要差异发生在坝体表面、水流自由液面附近以及水流掺混较为剧烈区域.理论上,FLOW-3D采用Tru-VOF方法捕捉自由液面所得水面附近结果应较为准确;FLUENT采用适应性较强的非结构化网格,所得壁面区域计算结果则更为合理.同时计算得到了较为精细的溃坝水流湍流结构和坝面壁面剪切应力分布,这将有助于深入理解大坝溃决的物理机理,进而促进溃坝洪水数学模型的发展及应用.     

不同网格加密方法在河流回补地下水模拟中的对比

河流回补地下水是线状回补过程,河道附近地下水位高精度模拟是回补效果准确评估的关键。基于非结构化网格加密方法,设定4种不同的网格剖分方案(两种结构化网格和两种局部加密的非结构化网格),在不同边界条件下对河流回补地下水过程进行模拟。通过对末流场、距离河道不同范围回补前后水位变差、地下水均衡和模型运行效率的对比分析,阐明线状回补模拟中不同网格加密方法的优劣。结果表明:与粗结构网格模型相比,两种局部加密的非结构化网格模型以及细结构网格模型的模拟精度高,能更准确刻画因河道回补导致的地下水位变化; 两种局部加密的非结构化网格模型比细结构网格模型运行时间短,在没有大幅降低模拟精度的条件下,运行效率更高; 四叉树网格模型相对于嵌套网格模型具有长期模拟的优势,在河流回补期末,模拟精度要稍高于嵌套网格模型; 同时,四叉树网格模型具有多级加密的优势,加密级次越多,剖分的网格数量相对越少,运行时间相对更短。综上所述,四叉树网格加密方法既保证了模拟精度,又一定程度上提高了模型运行效率,是值得推广的一种局部网格加密方法。     

裂隙水渗流潜水面迭代方法的探讨

针对裂隙岩体的渗流问题，引入潜水面单元的概念，探讨了裂隙网络中潜水面的迭代方法，并据此方法分析了潜水面的裂隙水渗流问题，证明该方法是可靠的。     

基于主方向高斯映射的旋转面特征提取

为了从点云中准确提取几何特征参数，给出了旋转面特征提取算法.该算法对旋转面主方向映射到高斯球面，生成主方向高斯图像（PDGI）. 对高斯球进行均匀分割，生成一系列小立方栅格，并将高斯球上图像数据点分配到相应的立方栅格中.根据每个栅格中的图像数据点数，对栅格聚类分析，获得一组特征栅格，由这组特征栅格中的图像点来确定大圆所在的平面，从而根据平面法矢确定旋转轴方向.根据旋转面法矢和旋转轴方向，获得旋转轴的定位点，从而确定了旋转轴.并给出了旋转轴的优化方法.计算实例结果表明，该算法能够稳定、准确地提取出旋转面的几何特征参数.     

基于变弹翼方式的非结构动网格建模方法研究

针对变弹翼导弹包含运动边界的复杂非定常流场的求解问题,基于弹簧变形原理,即在网格变形时,网格点与静止边界和运动边界的相对位置关系均保持不变,分别推导了旋转弹翼运动边界上的网格点和受运动边界扰动流场子域上网格点的变形算法,从而发展了一种新的非结构动网格方法,该方法在不降低计算效率的前提下,大大提高了网格的变形能力,并解决了现有研究通常忽略弹翼运动受弹身影响而产生的非刚性变形问题,是基于非结构网格框架下,求解具有复杂运动边界且网格变形较大的非定常流场的一种简单有效的方法。