转笼生物反应器流场的滑移网格与动网格计算比较

转笼生物反应器是利用动态流化床的理念研制的一种新型反应器,其内部流场直接影响反应器的污水处理效果,采用计算流体力学方法(CFD)模拟其内部流场,对于优化转笼结构,提高污水处理效率有着重要作用.通过采用滑移网格与动网格两种方法对转笼内部流场进行计算比较,分析表明:滑移网格在模型处理、复杂运动边界模拟和计算结果连续性方面不及动网格模型;滑移网格在计算耗费方面优于动网格模型.     

基于自动网格生成技术的精细油藏数值模拟器

针对笛卡尔网格油藏数值模拟软件不能精细模拟油藏特殊区域的问题 ,在综合一些自动网格生成算法优点的基础上 ,提出了一套新的适合于有限体积差分的网格自动生成算法 ,用面向对象语言 C+ +开发出能对油藏特殊区域生成柔性网格的全隐式油藏数值模拟软件—VGRNS,并通过实例将此软件与笛卡尔网格划分的油藏数模软件进行了对比 .     

基于自动网格生成技术的精细油藏数值模拟器

针对笛卡尔网格油藏数值模拟软件不能精细模拟油藏特殊区域的问题，在综合一些自动网格生成算法优点的基础上，提出了一套新的适合于有限体积差分的网格自动生成算法，用面向对象语言C^ 开发出能对油藏特殊区域生成柔性网格的全隐式油藏数值模拟软件－VGRNS，并通过实例将此软件与笛卡尔网格划分的油藏数模软件进行了对比。     

一种民机CFD网格的协同生成方法

本文介绍了多块对接结构网格的定义和特点,阐释了其在民用飞机气动设计优化CFD验证上的优势,并分析了快速生成高质量多块对接结构网格面临的挑战,提出协同生成网格方法。通过一个简单三维流管的网格生成,解读ICEM CFD的结构网格生成思想和步骤,探求在ICEM CFD环境下协同生成结构网格的可能性和途径。将协同生成网格方法应用于民机复杂外形网格生成,缩短了网格生成时间,显著缩短CFD周期。     

二维高炉区域BFC网格生成技术及其Matlab实现

利用数学模型对高炉冶炼过程进行模拟是高炉炼铁新工艺研发的有效方法,网格生成技术是数值模拟过程中重要的前处理过程,是高炉模拟计算的先决条件。生成网格的质量对高炉模型模拟的精度、效率以及收敛性具有重要影响,因此,建立优质的网格对高炉数学模型的求解具有重要意义。文中提出了一种适用于高炉数学模型的适体坐标系(BFC)网格的生成方法,从求解区域的划分、椭圆型方程的转换、椭圆型方程的离散及BFC网格生成步骤等方面进行了研究,并把死料区的边界作为BFC网格计算的边界条件,使数学模型的求解过程得以简化。采用带有源项的泊松方程作为变换方程,网格的正交性和疏密程度便于控制。该网格生成算法原理简单、易于编程、网格生成效率高,生成的网格能够满足数学模型求解的要求。     

自动生成四边形网格的方法及其在数值模拟中的应用

采用间接方法生成四边形网格,首先利用改进的两点前沿推进法把计算区域剖分成三角形网格,然后采用插点和细分的技术生成单元全部是四边形的网格,通过边互换、删点和局部插点技术进一步光滑平顺,得到适用于数值计算的网格。剖分结果表明,该方法能够在任意二维平面区域内自动生成全四边形网格,并能生成光滑过渡的局部加密网格和贴体性较好的边界层网格。该方法具有算法简单,计算量少的特点。利用所生成的网格对计算传热学中的典型算例-方腔自然对流进行求解,计算结果与基准解吻合,网格质量能够满足数值分析计算的要求。     

自动网格体系在柱体绕流大涡模拟中的适用性评估

为了评估基于snappyHexMesh方法生成的自动网格体系在二维柱体绕流大涡模拟中的适用性,比较了该自动网格体系与人工网格体系对于Re为3 900圆柱绕流和Re为22 000方柱绕流的数值模拟结果。通过设置合理的计算域以及数值格式,采用snappyHexMesh自动网格以及人工网格的算例都表现出良好的数值稳定性。将不同网格体系的数值模拟结果与物理试验结果进行对比,结果表明,采用snappyHexMesh网格可以提高数值求解效率;圆柱绕流对网格体系的变化比较敏感,不同密度的snappyHexMesh网格会显著影响圆柱气动力特征以及尾流区域的流场结果;snappyHexMesh网格体系可以准确预测方柱绕流,在方柱绕流大涡模拟中具有相较于圆柱绕流更好的适用性。     

二维复杂域PEBI网格细化生成算法

本文给出了二维PEBI网格有关概念,对其已有生成方法进行了系统的分析.针对这些方法的不足,提出生成二维PEBI网格的优化检测带细分算法,先根据限定条件设置初始等腰梯形检测带,然后设计算法来细分检测带,以实现PEBI网格的快速生成.文中还进行了算法收敛性分析和时间复杂度分析.最后给出算法实例,验证了该算法的正确性和有效性.与已有PEBI网格生成算法相比,在限定线段间存在较小夹角时,本算法能有效消除这部分畸形网格单元,提高网格单元质量,扩大算法适应性;同时减少限定线段区域外的PEBI网格单元数目,提高算法效率.本算法在油藏数值模拟等领域有很好的应用前景.     

基于混合PEBI网格的复杂井数值模拟应用研究

针对笛卡儿正交网格在描述复杂井型以及复杂油藏边界时存在的局限性,提出了综合运用径向网格、笛卡儿网格和六边形PEBI网格的混合PEBI网格计算方法.该方法中,在直井区域采用径向网格,可实现网格体积由小到大的变化;在复杂井区域采用笛卡儿网格,可充分把握井筒附近的流动状态;在油藏区域采用六边形PEBI网格,可更好地逼近复杂油藏边界和断层的形态.应用结果表明,混合PEBI网格具有高度的灵活性,与有限差分五点格式相比,有效降低了网格取向效应,能够满足精细油藏数值模拟的要求.     

一种用于离散点数据的自动绘制等值线图方法

作者开发了一种基于三角形网格的绘制等值线图的软件。在开发中着重研究了以下两个问题,并提出了简便、实用的解决方法:(1)在采用最大夹角准则由离散点数据自动生成三角形网格时,给离散点坐标值附近随机微量,以破坏某些四个相邻坐标点可能存在的共圆性质,从而避免生成互相交叉的网格。(2)用删除多余网格记录的方法解决在非凸集中绘制等值线图的问题。     

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.     

三维笛卡尔网格生成前处理软件测试

针对自主开发的三维笛卡尔网格生成前处理软件,基于CT扫描思想,提出了一种通过对三维网格进行二维切片/三维剖切显示来检测网格生成质量的测试方法. 通过该测试方法发现部分测试实例中实体内部存在异常空网格的问题,该问题是由于三维实体的三角面片化近似引起的,文中给出了消除异常空网格的实现方法. 网格生成测试算例验证了本文所给出的软件测试方法的有效性.     

复杂通道内非结构网格的生成方法

通过对非结构网格剖分方法的研究,给出了在复杂通道内非结构网格生成过程中的几个重要步骤。采用源项控制的方法来控制计算区域内的网格尺度分布,并利用非均匀有理B样条进行边界的拟合及重新离散,以满足边界上的网格尺度信息。分别用Delaunay三角化方法和前沿推进法生成初始网格和内部网格,同时保证了几何边界的完整性和内部网格的质量及生成速度。引入了整层加点和局域网重组的方法,对前沿推进法进行了改进,并对具体的复杂几何通道进行了网格剖分,给出了剖分结果。结果表明,该方法可以在一定程度上减少网格的判断与重组时间,从而提高了非结构网格的生成效率。     

深水造流系统的垂向剖面流预报与流场特性分析

采用CFD方法通过求解N-S方程和k-ω湍流模型对深水造流系统进行了时域数值模拟.为了研究深水试验池内垂向剖面流的分布,揭示海洋深水造流系统的流场特性,建立了造流系统的三维数值模型.采用多块结构化网格对计算区域进行离散.廊道与深水池之间生成非匹配的网格,并通过交界面的方式连接.同时对深水试验区域进行实测试验.对比分析表明,计算值与实测值吻合较好,利用CFD方法模拟造流系统是可行的;试验区域水流均匀,基本不存在横向速度,垂向剖面流满足试验要求,该造流系统性能良好.对整流器、进出水廊道、导流隔墙等周围的流场分布进行了数值预报,为今后进一步研究深水造流系统的流场特性、有效控制水池内的流速、提高造流系统的效率和有流工况下模型试验的精确度提供了参考.     

改进TM法控制贴体网格节点分布的研究

在分析微分方程法控制网格节点分布方法的基础上，对改进的ＴＭ法控制网格生成进行研究，并以柴油机ＭＰＣ排气管分支为例，用改进的ＴＭ法生成二维贴体网格．应用实例表明，增加角度控制参数后，该方法能对复杂区域生成合理的贴体网格     

弧长网格生成法及其应用

介绍了一种新的代数网格生成法———弧长法。该方法具有几何概念清晰、方法简单、计算迅速的特点 ,生成的网格贴体性好 ,收敛快 ,对复杂流场容易进行子块拼接 ,可以任意调节网格疏密程度。在网格生成的基础上对一算例迫击炮弹进行了N -S方程数值模拟 ,其结果符合气动特性规律 ,说明网格生成合理     

柱体绕流的自适应数值模拟方法

发展了基于四叉树数据结构的网格生成和流动的Navier-Stokes方程数值求解器。采用压力梯度或者密度梯度的绝对值作为网格自适应的控制参量,同时采用基于最小二乘法的无网格方法处理对于一般Cartesian网格难于处理的物面边界条件。采取了绕方柱流动和绕圆柱流动的经典二维定常和非定常层流算例对所发展的方法进行了验证。计算的结果验证了所发展的方法在处理绕流流动时的合理性和有效性。从而也为将来数值模拟具有较复杂几何外形的流动提供了一种网格布局合理、高效,边界处理简单易行的新思路。     

无反射波动方程模拟堤防复杂构造的波传问题

为了更好地了解浅层复杂介质中的波场特征 ,以及更好解释野外堤防的探测资料 ,该文利用无反射波动方程和交错网格的有限差分法研究了堤防复杂构造中波传问题 ;并结合实际堤防中物性参数 ,模拟出自激自收地震剖面 ,有效地避免了层间的多次反射。讨论了无反射波动方程的特性 ,推导出多次反射满足的波动方程 ,从特征线分析的角度探讨了无反射波动方程采用交错网格的波传特性和数值计算的稳定性 ,以及利用套网格技术解决源点奇异性的有效性。     

基于离散化的复杂曲面建筑网格划分方法

为实现存在裁剪、孔洞的复杂自由曲面建筑网格划分,提出了一种基于离散的、以均匀性为目标的划分方法.将复杂曲面离散并缝合,形成由大量面片组成的离散曲面,作为多个参数曲面的一体化表示.采用改进的误差扩散算法,在离散曲面上按一定的密度进行初始布点.采用基于空间距离的粒子动力松弛算法对点云进行初步均匀化,并应用基于曲面距离的k均值算法进行再次均匀化.对均匀的点云求曲面距离的Voronoi图,并获得相应网格.对网格进行拓扑优化和光顺优化.算例表明,本文算法可有效处理存在裁剪、孔洞的复杂自由曲面,并得到均匀光顺的三角网格.