网格之星:国家数值风洞的通用型结构网格生成软件

结构网格具有边界层模拟准确、计算效率高等优势,在当前的计算流体力学(CFD)研究和工程应用中被大量采用。然而,复杂外形的结构网格生成非常耗时,通常需要在图形化软件上借助频繁的交互操作来实现,对CFD研究和应用产生了重要影响。针对此问题,提出了附面层推进、网格块自动补齐、网格分布快速调整、破损数模网格优化等网格生成加速技术。依托国家数值风洞工程,研发出一款通用型结构网格生成软件——网格之星(NNW-GridStar)。与主流商业软件Pointwise相比,网格之星的网格生成速度更快。经过大量复杂算例验证,网格之星满足工程应用要求。自软件发布以来,已有80余家科研院所下载使用,为实际工程任务提供了重要的支撑作用。

基于网格框架的结构网格自动重构技术

针对气动弹性等多学科耦合计算过程中出现的外形剧烈变化情况,提出了一种基于网格框架的多块结构网格自动重构技术,基本思想是:首先提取多块分区结构网格的网格框架,然后借助其它学科计算得到的物面变形信息以及拟合样条曲线来重构框架线,最后利用更新的框架线自动生成变形网格。该方法已被应用到某翼身组合体外形的气动弹性计算。

皮带中部采制样系统在田庄选煤厂的应用实践

在煤炭质量检验的过程中,检验结果的准确性是由采样、制样和化验三个环节决定的,其中影响最大的环节是采样。文章以入厂原煤采制样为例,通过分析在火车表面采样的弊病,系统介绍了皮带中部采制样系统在田庄选煤厂的应用情况。通过人工采样与应用皮带中部采制样系统采样的对比试验,论证了该采制样系统在选煤生产中应用的可行性与优势。

结构网格方法对高升力构型的应用研究

采用"亚跨超CFD软件平台"(TRIP)数值模拟了梯形翼全展长与半展长高升力构型的复杂流场,并与试验做了对比分析。对应风洞试验是在NASA Langley 14×22英尺亚声速风洞(FST)和NASA Ames 12英尺增压风洞(PWT)中完成的。计算中采用一方程SA湍流模型和MUSCL-ROE格式,并综合运用对接/重叠/拼接网格技术,数值模拟了两种高升力构型的气动特性,给出了典型站位的压力分布,并对比研究了不同结构网格技术对此类高升力构型的计算差异。研究表明,与修正后的试验数据相比,数值模拟得到的气动力系数和典型剖面的压力分布均与试验结果吻合良好。

亚跨超 CFD 软件平台研制

亚跨超ＣＦＤ软件平台研制课题的宗旨是综合国内外计算流体动力学的最新研究成果，用计算机软件技术的新发展，建立一个面向对象的计算流体动力学的研究开发环境，加快计算流体动力学最新成果向工程应用的转换速度。本文介绍初级版本的研究进展和研究成果，主要由数值网格生成技术、流场解算器、面向对象的界面设计等三部分组成。

多重拼接网格技术应用研究

利用多重拼接网格技术对三种不同类型的计算外形进行了内外流场的数值模拟,并将计算结果与单重对接和单重拼接的结果进行了对比,计算结果表明多重拼接网格技术在没有降低计算精度的情况下,大大简化了网格生成,同时可以把计算速度提高一个量级左右,取得了令人满意的效果。

无尾布局支撑干扰数值模拟

采用TRIP2.0-SOLVER软件,开展了高、低速来流条件下,无尾飞翼布局支撑干扰的数值模拟技术研究。高速来流状态下支撑干扰的数值模拟,以尾支撑作为主支撑,腹支撑作为辅助支撑,完全模拟了实验中采用的两步法;低速来流状态下的支撑干扰的数值模拟,采用了有无尾支撑的方式得到支撑干扰量。介绍了支撑干扰的典型高、低速数值模拟结果,并与高速实验结果做了初步的对比。

田庄选煤厂原煤泥化情况下的浮选实践

针对田庄选煤厂原煤泥化影响生产的情况,采取改变入选原煤配比、控制循环水浓度、加强浮选机操作等措施,提高了浮选系统对泥化煤的适应能力。

蚯蚓粪的应用现状研究

本文介绍了蚯蚓粪的性质,以及国内外目前对蚯蚓粪在种植业、畜牧业、土壤修复、新型肥料以及吸附剂等方面的研究现状,并针对存在的问题提出了建议。

亚跨超CFD软件平台中的网格生成技术

在亚跨超CFD软件平台中 ,提供了一个网格生成平台。利用它 ,可以快速生成常规兵器、常规导弹和正常布局的常规战斗机的计算网格。有多种拓扑结构和多种方法可供选择。结果表明 ,生成的网格实用 ,质量令人满意。气动特性的计算结果也是可靠的。

平朔东露天煤矿东北帮滑坡稳定性分析及治理措施

以平朔东露天煤矿东北帮滑坡为例,综合考虑了该滑坡的工程地质条件、地质构造、区域降雨影响等因素,分析了滑坡的成因;选用极限平衡分析法等多种方法计算出在不同滑面形式下滑坡的稳定系数并对滑坡体稳定性进行了评价,制定了针对性的滑坡综合治理方案,对刷方减载、坡面防护、截排水等综合治理措施的设计和应用也做了介绍,对类似工程有借鉴作用。

沿板平面材料梯度变化的二维梯度薄板挠度分析

采用有限单元法,分析了由Ti-6Al-4V、Al 1100和ZrO_2组成的二维功能梯度材料(2D-FGM)薄板的小挠度问题,计算了在不同温度环境下,四边简支受均布荷载的2D-FGM薄板挠度值和四边固支受均布荷载的2D-FGM薄板挠度值,并对本方法进行了正确性检验,给出了2D-FGM薄板挠度分布图。进一步讨论了温度和孔隙率对2D-FGM薄板挠度的影响。结果表明,温度和孔隙率对受载2D-FGM薄板挠度变形影响较为明显,在环境温度不变的情况下,四边固支和四边简支的2D-FGM薄板挠度都随孔隙率的增大而逐渐变大,在孔隙率不变情况下,四边固支和四边简支的2D-FGM薄板挠度都随环境温度的不断升高而逐渐变大。

基坑支护中刚性支护和柔性支护的结合

深基坑的支护结构与支护方式有很大关系,因此,根据工程地质条件、地形地貌、周边环境、工程预算等因素,确定合理、科学的支护方式。在地质条件好、周围环境条件较差的情况下,应尽量采用柔性支护方式,例如土钉墙;当周围环境要求比较高时,可以采用地下连续墙、排桩等刚性支护方式来保证基坑的水平位置。因此,深基坑支护对工程建设具有重要影响,是保证施工管理有序进行、保质保量的关键,同时也是建筑行业需要重点研究的对象。

一种新的准结构网格生成方法

在有限元分析中,高质量的结构网格可以有效地提高有限元分析的精度,但结构网格的几何适应性差,针对复杂边界的二维计算模型,现有的方法很难自动生成高质量的结构网格;而非结构网格几何适应性很好,但存在计算效率低和精度差等问题。提出了一种新的准结构网格生成方法,能够实现复杂区域的网格自动生成并且具有高网格质量。该方法首先对计算区域运用Delaunay三角剖分技术生成粗背景网格;然后利用背景网格,使用优化的Voronoi图生成过渡的蜂巢网格;最后,通过中心圆方法对蜂巢网格单元进行结构网格剖分。分析NACA0012翼型数值模拟结果表明,提出的新准结构网格生成方法能够对边界复杂的模型自动生成高质量的网格,并且通过三种不同拓扑类型网格计算结果相互对比及与实验结果对比,证明准结构网格具有高计算精度。

优化煤泥水处理系统 实现经济与环境效益双赢

对田庄选煤厂煤泥水处理系统存在的问题进行了分析,介绍了通过技术改造与技术革新,逐步对煤泥水处理系统进行优化,从而实现经济效益与环境效益双赢的成功经验。

导数修正TFI方法的数模修补技术研究

将CFD结构网格离散算法引进到数模修补技术中,提出了一种结合TFI算法与NURBS曲面拟合算法的数模修补方法。该方法基于缝隙的离散网格数据及边界导数,通过改进TFI算法对缝隙边界信息的控制,结合NURBS曲面拟合技术,实现了一个鲁棒的曲面生成算法;该方法适用于物面边界敏感性高,对修补后数模表面的光滑性要求较高的CFD领域,并在自主研发的计算流体网格生成软件SPIDER 1.0版本中得到应用。经验证,该方法对复杂外形适应能力较强,满足缝隙修补曲面G1连续性要求,修补曲面的阶数可调,通用性和稳定性较好,具有较好的实用性。

基于网格框架的非结构附面层网格生成技术

附面层网格质量是确保计算流体力学粘性计算精度的关键技术环节。本文针对复杂外形提出了全局一致的高质量附面层网格构造算法,该方法基于针对特征的表面网格区域分解技术,利用表面网格分片后的边界线及其法向量构造最终附面层网格的轮廓框架线,并通过径向基函数及线性插值算法生成完整的附面层网格。通过典型算例分析可以看出,该方法生成的非结构附面层网格精度和全局一致性较高,且能够有效避免复杂外形附面层网格局部及全局交叉现象。

三维空间非结构网格生成方法研究

随着计算流体力学领域待解决问题复杂程度的不断提高,传统的统一贴体结构网格已不能很好地满足针对复杂外形的高精度网格生成需求,而非结构网格以其独特优势受到CFD工作者的普遍关注。带有附面层的非结构网格是非结构网格生成的难点。进行了非结构四面体网格的生成方法研究,同时结合Spider软件平台中结构网格参数化附面层推进的技术优势,进行了基于Spider软件平台中非结构网格生成模块"UGCS"的开发。通过分析大量网格生成实例中网格质量和数值计算结果,验证了算法的可靠性与鲁棒性。

参数化的升力面缝隙网格生成方法研究

由于高升力复杂的流动、外形、驱动和支撑系统,需要耗费大量时间来计算分析设计的正确性,并且风洞实验的成本较高、试验周期长,且不能完全模拟实际飞行条件的不足。因此,文章提出一种基于参数化的升力面缝隙自动修补技术,主要内容包括:缝隙预处理、参数支撑线构造、内核框架线构造、网格光顺控制、网格正交控制技术等。进行了基于Spider软件平台缝隙自动修补模块"GAPFILL"的研究。通过大量网格生成实例的网格质量和数值计算结果,验证了算法的可靠性和鲁棒性。

压气机叶片优化设计软件研发

结合用户需求和发展趋势,设计了一种全新的航空发动机压气机叶片优化设计软件;基于数模参数化生成的方法,实现了航空发动机压气机叶片叶型造型参数化,软件以遗传算法为基础,对航空发动机压气机叶片进行了优化设计性能仿真;性能仿真结果以图、表等多种方式直观表达,结果保存于数据库,增强了数据安全性,完整性;可视化界面及支撑数据库,提高了软件的易用性和人机交互性。经过各方验证仿真优化设计结果稳定准确,表明所研发软件高效可用。