基于分块网格技术的潜艇粘性绕流场数值计算研究

文章首先建立了全附体潜艇的几何模型,基于分块网格技术耦合生成了全附体的SUBOFFAFF-8潜艇外流场高质量结构化网格,采用RANS雷诺时均方法和SST k-ω湍流模型,并基于有限体积法(FVM),对潜艇粘性绕流场进行了数值计算研究。给出了潜艇纵中剖面线上压力系数、壁面剪应力系数,指挥台围壳和上尾翼表面三个不同高度处压力系数的纵向分布,以及模型总阻力的数值计算结果;并与DTMB水池试验结果进行了对比。结果表明,文中采用的数值模拟方法精度较高,合理有效,为深入研究全附体潜艇粘性绕流场奠定了基础。

多部件组合体分块网格生成技术及应用

给出多部件组合体分块网格生在的一种方案及实践，包括交界面网格生成技术、空间网格生成方法及质量控制。以一个平尾和机翼具有一定高度差的机身－机翼－平尾－立尾组合体外形为例，生成与公共交界面或边界面正交或接近正交的分块网格。用于Ｅｕｌｅｒ方程跨声速来流几个迎角的计算，结果与实验符合较好。

基于网格的多点在多边形内高效判定方法

提出一种基于网格的点(多点)在多边形内高效判定方法。预处理阶段使用数值微分法(DDA)结合边界代数法,快速识别边界网格并分割出多边形边片段,同时标记网格左下角点位置属性;当待判定点位于非边界网格内时,根据预处理结果直接判定;位于边界网格时,对边界网格分块后再判定。实验结果表明,该预处理方法高效快速且边界网格分块法有效缩减了判定时间。此方法适用于凹凸多边形、自相交多边形以及环状多边形,相较现有算法优势明显,100万个点在28012条边的多边形中判定用时约0.04 s。

两级分块结构化网格在SK型静态混合器中的应用

给出一种适用于SK型静态混合器流场数值模拟的两级分块结构化网格划分方案和分块圆弧区点的极坐标方程。与常用的非结构四面体网格划分对比,两种方法划分网格数量相近时,两级分块结构化网格达到的迭代精度高于非结构化网格一个等级,而非结构化网格收敛所用时间约为结构化网格收敛所用时间的1.25倍;运用控制体积容积变化值对两种方法划分网格进行质量评估,结构化网格划分方法接近99%网格质量指标在1.0~2.0范围内,而非结构化网格仅接近60%网格质量指标在1.0~2.0范围内。通过实验测量对两种方法划分网格数值模拟结果进行对比验证,结构化网格计算结果与实验值更为接近,表明其可行性和准确性均优于非结构四面体网格划分。

结构型网格分块生成技术

构造了一种适用于模拟具有复杂几何特征的流动问题的结构型网格生成方法 ,该方法应用CAD技术中非均匀有理B样条 (NURBS)曲面表达形式 ,根据给定物体的典型站位截面 ,首先对物体进行分片表面网格的构造与重构 ,同时根据物体几何特征及流场特性对绕流流场进行区域分解并构造其块边界 ,在此基础上再采用数值方法进行相应的分块网格生成 ,并给出了应用所建立的方法生成的几种天地往返运输系统流场网格 .

内燃机进气管道三维分块结构化贴体网格生成

利用分块粘接技术生成了多缸内燃机进气管道三维分块结构化贴体网格 .粘接技术可方便地实现任意多个块的粘接 ,生成复杂流动区域的整体网格 .网格生成方法在分块生成网格时能保证穿过分界面上的网格线是光滑连续的 ,并且每块区域可根据流场特性来各自布置网格疏密 ,从而提高了流场流动分析中前处理环节的效率和精度 .

多缸内燃机进气系统流动计算的分块结构化网格设计

本文阐述多缸内燃机进气系统分块结构化网格生成的方法，并应用这一方法按照多维流动计算的要求对某一六缸柴油机进气系统进行了贴体分块结构化网格设计计算。其结果表明，该方法不仅适用于结构形状复杂的多缸内燃机进气系统，而且可推广于其它结构形状复杂的流场。

基于网格分块的快速地图匹配算法

为了满足地图匹配的实时性和精确性要求,提出一种基于网格分块的快速地图匹配算法。根据网格分块思想将铁路网进行分块并建立空间索引,通过将GPS定位点与铁路网格相匹配,快速确定其所在网格,运用铁路网络的拓扑结构、历史信息以及方向角确定匹配路段,用改进的投影匹配算法进行误差修正。实验结果表明,该算法是一种精度高、实时性好的地图匹配算法。

某型双立尾战斗机的网格生成及流场解

以某型双立尾战斗机为例，给出了实际复杂型号飞行器结构网格生成的一种分块方案及实现过程。用一种矢性三次多项式插值的方法生成相邻块公共交界面的网格，用求解椭圆型方程的方法生成块内空间网格。在所生成的双立尾战斗机分块结构网格中分区求解Ｅｕｌｅｒ方程，获得了合理的全机气动力系数。

可调节正交性的代数网格生成方法研究

随着计算流体力学(CFD)的迅速发展,对作为CFD关键技术之一的网格生成技术提出了更高的要求.传统的网格生成方法一般耗费机时较多且复杂难用,或者生成的网格正交性较差.笔者在传统方法的基础上,提出了一种结合分块网格技术的多方向混合插值网格生成方法,其中插值系数对各块子区域网格的正交性具有可调节作用,能够处理各种复杂边界,生成的网格正交性好,适用范围较广,耗费机时也相对较少.大量的计算实例证明了新方法在网格正交性、适用性等方面都具有优势.

动力系统流场计算动态网格生成模型研究

运用网格分块生成与整体集成方法 ,提出了复杂动力机械系统内流场三维流动计算网格自动生成模型 ,并以K1 0 0摩托车发动机扫排气系统为对象 ,实现了换气过程瞬态数值模拟动态网格的自动生成 .数值计算结果表明 ,该方法可用于复杂机械系统内流场三维瞬态流动的数值计算 .

基于Windows CE下大像素图像分块显示算法的研究

Windows CE是一种典型的嵌入式系统,由于其配置的硬件资源的瓶颈,内存资源比一般的PC相对紧张。所以在安装Windows CE的设备下显示大像素图像文件比在一般的PC(Windows2000系统)上更加困难。介绍在Windows CE环境下如何利用分块显示法,对大像素图像进行分块显示。提出首先在PC机上利用网格分块法将一幅大像素图像文件BMP,JPEG图像文件分割压缩成多块像素量小的BMP,JPEG图像文件,对每个小图像文件进行编号,存放到Windows CE PDA上;然后在Windows CE PDA上利用网格检索的方法进行检索所需要的像素块的索引号;最后利用多线程的方法在显示区分块显示,实现大像素图像在Windows CE下的显示。

翼-身组合体的网格生成与N-S方程数值模拟

以DPW4的CRM模型为例,给出了一种复杂外形飞行器网格生成的分块对接网格拓扑方案以及实现过程,在无限插值法生成的初始网格基础上,用椭圆微分方程生成空间网格。基于该网格求解N-S方程,获得了较为合理的全机气动力系数与压力分布。

三维方柱/平板组合体粘性绕流分块计算方法

本文提出了一个三维粘性不可压流动的分块耦合求解方法，发展了一套基于该方法的计算机程序，并针对三维方柱／平板组合体这一一般算例进行了计算，验证了流场分块耦合求解方法的可行性。

方柱非定常绕流与涡激振动的数值模拟

为了研究二维刚体方柱的涡激振动和非定常绕流,利用计算流体力学软件Fluent6.0,引入雷诺应力模型求解不可压粘性流体Navier-Stokes方程,将Newmark-β方法的代码嵌入用户自定义函数(UDF)同软件连接来求解方柱的动力响应.用分块的方法建立初始网格,方柱和流场的耦合作用通过Fluent的动网格技术来实现,进行雷诺数从7000到42000范围内的模拟.得到静止方柱的升阻力系数和涡脱频率,其中雷诺数为22000结果与试验一致;同时得到方柱振动的位移和速度时程,以及“频率锁定”、“拍”和锁定段的位移“失谐”现象.

小雷诺数下圆柱绕流的涡态演化

为获得在小雷诺数下圆柱绕流的流场特性,应用计算流体动力学理论,在Re=40情况下,采用有限体积法、协调一致的半隐式算法SIMEPLEC和层流模型,运用Fluent软件对圆柱绕流的二维绕流流场中出现的反向对称漩涡的涡态演化过程进行了非定常流动的数值模拟。其中计算区域采用分块网格划分与结构化O型网格划分相结合的技术,讨论了反向对称漩涡演化过程中的尺寸、横向涡致力及壁面上的压力、速度、应力、流函数分布和变化规律。计算结果表明:反向对称漩涡的演化规律早期变化明显,后期较稳定;横向涡致力呈现先减小后增大最后稳定的规律;对称圆柱壁面上的最低压力点位于切点稍后,且演化过程中向切点移动;速度和壁面切应力均呈现"M"型分布规律,最大值均在大约57.3°出现;流函数分布呈现中心对称特点,在大约45.8°时最小。

基于空间索引的规则格网DTM内插算法研究

从离散点内插规则格网数字地形模型 (DTM)方法的关键是如何提高待插点周围数据的搜索效率。该文针对离散点的空间分布特性 ,给出了基于网格分块和KD -Tree两种空间索引技术的规则格网内插方法。实验表明 ,这两种索引方法能显著提高搜索速度 ,算法内插效率较高。最后 ,在算法效率分析的基础上 ,对两种索引方法所适应的条件进行了讨论。

海量多波束数据抽稀方法的比对分析

针对构建海底DEM高效率、高精确度的要求,对比分析了海量多波束水深数据的抽稀方法。利用格网分块结构高效组织海量多波束水深数据,分别采用三种数学模型内插网格节点水深值,实现了不同网格尺度下的数据抽稀。实验证明:所提分块索引策略能提高多波束数据抽稀效率;距离加权内插模型能有效提高海底DEM模型的准确度。

旋流泵全流道三维定常流场的数值模拟

本文在计算模型采用分块非结构化六面体网格的基础上,利用雷诺平均N-S方程,标准k-ε紊流模型,结合 SIMPLEC算法,数值模拟了旋流泵的内部流动,得到了旋流泵压力面、吸力面上的压力分布,同时也估算了叶轮的效率, 比较了旋流泵试验性能与数值模拟性能,有助于了解旋流泵的内部流动特性,指导旋流泵的水力设计。