高效的非结构动网格变形方法——点球弹簧修匀法

Ball-vertex方法虽然能够避免动网格变形过程中产生非法单元,但计算效率偏低,为此提出一种动网格方法——点球弹簧修匀法.该方法从基本的Laplacian网格修匀法思想出发,基于点球弹簧模型构造内部节点闭包子弹簧系统,采用LDLT分解法逐次遍历求解这些子弹簧系统、逐步修匀内部网格,进而实现动网格的变形,其适用于二维?三维动网格问题以及混合动网格问题.算例结果表明,文中方法有较强的网格变形能力,并显著提高了网格变形效率,适合求解大变形的、较大规模动网格问题.

基于点球弹簧修匀法的混合网格变形并行算法

针对二维/三维混合网格,提出基于点球弹簧修匀法的并行网格变形算法。按特定模板将混合网格中的非三角形/四面体单元分解成三角形/四面体单元。针对每个内部节点及其相邻节点建立相应的子弹簧系统,并通过增加Ball-Vertex弹簧避免弹簧系统的塌陷问题。由于点球弹簧法在计算中逐点对网格内部节点进行计算,在计算过程中具有良好的弱耦合性质,因此有利于算法并行化。在并行化时仅需对网格进行虚拟分区操作,不必进行复杂的几何分区操作,同时避免了混合网格不同单元之间的兼容性问题。该方法适用于具有复杂外形的大规模混合网格的变形问题,能够显著提高网格变形的效率,同时具有良好的适应性。