流固耦合分析的一种改进CBS有限元算法

针对流固耦合问题,发展了一种基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)描述有限元法的弱耦合分区算法.运用半隐式特征线分裂算法求解Navier-Stokes方程,在压力Poisson方程中引入质量源项以满足几何守恒律;运用子块移动技术更新动态网格,并配以光滑处理防止网格质量下降;采用Newmark-β法求解结构运动方程.为保持流体-结构界面处速度和动量守恒,利用修正结合界面边界条件方法求解界面处速度通量和动量通量.运用本方法分别模拟了不同雷诺数下单圆柱横向和两向流致振动、串列双圆柱两向流致振动.计算表明,本文方法计算效率高,计算结果与已有实验和数值计算数据吻合.

基于CIBC迭代耦合技术的矩形柱扭转驰振分析

针对流固耦合分区求解算法存在的时间滞后效应,提出了一种改进型结合界面边界方法(改进型CIBC方法),同时避免了原始结合界面方法(CIBC方法)必须调用未经修正的结构拖曳力。在此基础上构建了隐式耦合算法和半隐式耦合算法,并采用固定点迭代技术结合Aitken加速策略实现迭代过程。采用本文方法对一矩形柱的流致自由扭转驰振进行了分析,并与已有文献结果进行了对比。结果表明:本文计算结果与已有文献数据吻合良好,验证了本文方法的有效性;隐式耦合算法和半隐式耦合算法均成功地揭示了扭转驰振现象,且具有较高的计算效率。

结合前沿推进的Delaunay三角化网格生成及应用

采用一种新的混合网格生成方法,生成复杂区域的非结构化网格.结合前沿推进法和Delaunay三角化两种非结构网格生成方法的特点,在边界处采用前沿推进法进行三角形初始网格的生成,在边界区域内部采用Delaunay三角化方法自动生成内部节点.分析表明,该算法简化网格生成过程,能够快速有效地生成非结构化网格.在计算时间以及网格的均匀性方面与其他方法相比具有一定的优势.最后,用混合网格生成方法生成方柱绕流的计算域网格,并运用基于特征线方程的分离算法进行流场计算.