多点择优推进阵面法生成曲面三角形网格

在现有曲面非结构网格生成法的基础上 ,提出了一种新的曲面网格生成法———多点择优推进阵面法 .它可在曲面上直接进行三角形网格划分 ,克服了映射法的网格变形问题 ,并且可以在网格生成结束后 ,对曲面网格直接进行Laplace格点松弛光顺 .该方法使用简单 ,不受曲面块类型的限制 ,且网格质量高 ,可以为三维非结构网格生成提供高质量的初始阵面 。

基于机器学习的非结构网格阵面推进生成技术初探

网格生成和自适应是制约计算流体力学未来发展的瓶颈问题之一,网格生成自动化和智能化仍是一个需要持续研究的领域.随着高性能计算算力的提升和大数据时代的到来,以机器学习为代表的人工智能方法已经成功应用于包括流体力学在内的多个领域,革命性地推动了这些领域的发展.本文首先简要综述机器学习方法在非结构网格生成领域的研究进展,分析基于机器学习进行非结构网格生成的关键问题;其次,设计非结构网格样本数据格式并实现了样本数据集的自动提取,通过结合人工神经网络和阵面推进法,初步发展了一种基于人工神经网络的二维非结构网格阵面推进生成方法;最后,采用新发展的方法生成了几个典型二维各向同性非结构三角形网格(二维圆柱、二维NACA0012翼型和30p30n三段翼型),进一步采用合并法生成了相应的三角形/四边形混合网格,并测试了网格质量和生成耗时,结果显示本文方法生成的网格质量可以达到商业软件的水平,且生成效率较传统阵面推进法提高30%.

一种新型的阵面推进法及其数据结构的应用

提出了一种不依赖于背景网格的新型阵面推进法,采用结构数组与邻接表相结合的数据结构,大大提高了查找、删除操作效率.应用本方法和有限体积TVD格式对模拟弹流场进行模拟,并与实验照片进行了对照,获得了满意的结果.

生成非结构网络的改进阵面推进法

通过对非结构化网格生成的阵面推进方法进行分析,对该算法进行了优化设计,采用笛卡尔直角坐标网格来代替背景非结构化网格,其上网格尺度参数通过控制体有限元法求解Possion方程的Dirchlet问题得到,提高了网格生成的效率和质量。同时利用Laplacian滤波算子和对角交换方法来改善三角形网格的质量,尤其是对角交换技术对消除畸形三角形单元效果明显。对固壁边界采用三次样条拟合后重新离散的方式形成初始阵面,改进了网格的贴体性,提高了网格的光滑性。在编制通用程序时利用链表结构和派生类型的数据变量,节省了计算内存,提高了网格生成效率。

任意多面体的快速非结构网格生成算法

对于包含复杂气动外形的CFD数值模拟,网格生成是其中的关键,快速稳定的网格生成技术是其中的重要组成部分。建立了基于可视面的适用于任意多面体的快速初始化算法;改进了Delaunay生成算法后使用Delaunay改进生成算法细化网格,讨论了网格质量判定依据对网格生成的影响,通过开发Delaunay面交换技术优化网格生成过程;建立了基于顶点弹簧理论的网格优化方法,以提高网格生成的质量。结果表明,本文建立的算法效率较高。

一维瓦斯突出破碎阵面的恒稳推进

本文发展了一个解释煤与瓦斯突出一维模拟实验中观察到的破坏阵面恒稳推进的理论.与实验结果的比较表明,这个简化理论基本上是妥当的,从定量预报的工程观点看也是足够精确的,由此发现,有关的几何与材料参数可以组成一个表示煤中瓦斯特征渗流速度的参数τ_Mlk/(Aε_0μ).

基于改进阵面推进法的三维网格生成算法研究

针对三维网格生成技术问题,结合波前推进法生成了非结构化背景网格,并使用对角交换以及邻域技术消除畸形三角形单元,改善了三角形网格质量.在阵面推进过程中,通过右手准则确定空间阵面推进方向,利用有效性检查和辅助性检查,校正了阵面相交、包含和穿透等异常问题,生成了非结构四面体网格.使用队列数据结构存储方式,节省了计算内存,提高了网格生成效率,实现了三维网格划分软件(TDGGSLZH)的开发,并通过算例验证了三维网格生成算法的有效性和通用性.

二维结构/非结构混合网格的生成及其流场模拟

采用分区求解方法在二维结构 /非结构混合网格中对粘性绕流作了数值模拟。利用层面推进法生成绕物体的 O形结构网格 ,利用推进阵面法在结构网格外生成非结构网格。在结构网格区内 ,采用 B-L湍流模型 ,求解雷诺平均 N-S方程。在非结构网格区内求解 Euler方程。两区的解通过在交界面上满足通量守恒条件进行耦合。

二维非结构网格的生成及其Euler方程解

采用推进阵面法生成三角形非结构网格 ,用多重网格技术求解泊桑方程以取得结构背景网格 .提出了一种高效的边界剖分法 ,并用它来生成初始阵面 .另外 ,还提出了一种新颖的数据结构———数组链接表 ,用它来存贮网格数据 .用有限体积法在非结构网格中求解了二维可压缩Euler方程 ,给出了单段翼型和多段翼型的算例 。

AutoCAD下非结构网格自动生成

在 Auto CAD环境下 ,从背景网格生成和数据结构两方面对推进阵面法进行修正。采用修正后的方法 ,使得在流场、泥沙输移和床面冲淤数值计算的前处理过程中无须精心预设内部控制点而只需给边界一个尺度 ,就能自动生成适应任意复杂边界的非结构网格 ,从而提高网格生成。

基于非结构网格的翼身组合体绕流数值模拟

应用投影变换的方法生成三维翼身组合体的表面网格,提出了新的三维空间多层背景网格生成方法。在背景网格建立和三维初始推进面生成的前提下,利用推进阵面法生成了翼身组合体的三维空间网格,并应用网格光顺技术和变换方法,改进了初始生成网格的质量。应用格心格式的有限体积法对翼身组合体绕流进行了Euler方程的数值模拟,得到了较为满意的计算结果。

三维非结构粘性网格生成方法

描述了一套适合粘性流动计算的三维非结构网格自动生成方法 .在物面附近的粘性作用区域 ,采用推进层方法生成各向异性的“扁平”四面体网格 ,并通过一定的网格伸长控制参数 ,实现整个流场区域网格高度的平滑过渡 .当粘性网格的推进高度达到预定要求时 ,推进层方法自动停止 ,转而采用阵面推进方法生成常规意义的尽量接近正四面体的各向同性网格 .同时给出了利用该方法生成的M6机翼非结构粘性网格来求解机翼粘性绕流的简单算例 .

三维非结构网格的生成及其应用

采用阵面推进法 (Advancing front)生成了高质量的三维四面体非结构网格。该方法的特点是在生成单元的同时引入结点 ,与其他预布结点的方法相比 ,其好处是能更好地控制网格单元尺度在整个计算域的合理分布并提高网格质量。用 Delaunay方法连接存储有控制参数的结点生成了背景网格。网格生成过程中采用了合理的数据结构 ,有效地提高了程序运行效率。最后给出了 M6机翼的数值算例。

非结构网格的并行生成

研究了非结构网格的并行生成方法.改进了R.Lohner的“波阵面”区域分裂算法以使子网格及其边界更有益于网格并行生成,提出了边界并行优化策略,改善了边界的光滑性;完善了子区域内生成网格时接受新点及新单元的条件,在界面网格生成过程中提出只接受新单元而拒绝新点的策略,节省了机时.

非结构化网格生成中背景网格对源的响应

背景网格对源的响应方法对非结构网格的生成具有重要意义,如果背景网格参数能恰当地反映出源的变化,则所生成的非结构网格就能满足网格设计的要求。将背景网格的三角形单元分为7个子域,根据源在单元中的位置对网格进行局部加密或变形,使每一个源点都与一个背景网格结点相对应,再通过求解热传导方程,使背景网格参数分布光滑,基本反映网格设计的要求,从而提高了非结构化网格的生成质量。

一种基于块结构的非结构网格快速生成方法

以阵面推进法为基础,提出了一种用预制模块的方法实现在平面域内生成非结构网格的新方法,即模块方法。模块是由一组三角形构成,文中以三角形模块为例,介绍了网格模块的预制方法。网格的生成是根据空间步长的背景信息,从预存的网格模块中选取当地合适的模块,直接复制或变形到计算区域实现的。由于生成过程中每一步引入的是预制的网格模块而不是传统的单个三角形单元,因此可期望新方法要比传统方法快得多。算例显示了新方法的快速网格生成过程,该方法具有推广应用前景。

不同斜腔角驱动流的非结构网格研究

在雷诺数100和1000两种情况下，使用非结构网格技术对15°～165°斜腔驱动流问题进行了数值模拟。首先与已有的文献结果进行了对比，当使用网格数为文献1/7网格数时，模拟结果与文献符合的很好，表明非结构网格对于只能用非正交结构网格求解的问题有很大的优越性。然后对大斜角斜腔的驱动流场进行了预测。结果能为不同斜腔角的流场研究提供参考，并对工业类似结构的设计有一定的借鉴意义。

基于非结构网格的斜腔驱动流数值模拟

为了分析大长宽比斜腔驱动流内部的流场结构,编制了基于非结构网格的二维CFD计算程序,主要包括:采用3次样条拟合边界点,使用阵面推进法生成非结构网格;采用Poisson方程解给出的结构化背景网格、Laplacian算子和对角交换技术改善生成网格的质量;利用同位网格上的压力加权插值算法避免压力速度失耦.通过对比等长宽比斜腔定常问题,验证了程序的有效性,发现在使用网格数仅为已有相关文献中的1/6的情况下,其结果与相关文献较吻合.对具有工业背景的长宽比为2的斜腔内流场进行了数值模拟与相应的分析,结果表明,斜腔驱动流中心线速度受雷诺数的影响较大,而受斜腔角度的影响相对较小;随着斜腔长宽比的增加,流场内的旋涡结构形式变化不大,只是中部旋涡的尺度增加.这些结果将有助于指导工业流动设备中类似结构的设计与加工.

一种混合网格自动化生成技术

网格自动化生成是概念设计阶段飞机快速优化设计的关键一环。本文开发了一套高效、高质量的混合网格生成方法,能够在三角面网格的基础上,采用阵面推进和节点光顺方法自动生成附面层内部的棱柱网格,采用Denaulay、边界恢复、网格细化等方法自动化生成附面层外部的四面体网格,从而为飞机概念设计提供了技术支持。本文采用喷气式飞机的三角面网格为测试用例,分别生成了三棱柱和四面体混合网格,并与商业软件进行了对比,验证了本文发展的混合网格生成方法具备效率高,网格质量好,使用方便等特点。

三角形网格自动生成方法

本文介绍了三种三角形网格生成算法，１．Ｄｅｌａｕｎａｙ三角化算法，２．单元尺寸映射法，３．阵面推进法。比较了三种网格的实例，结果是阵面推进法生成的网格质量最好。