基于模块推进的非结构网格生成方法研究

论文摘要

本文提出了一种基于模块推进的非结 构网格生成方法。模块是由多个预制的网格单元构成,可以是任意的多边行。文中以三角形模块为例,介绍了模块预制的具体实施方法。本文的新方法与传统波 阵 面 推 进 法 不 同 之 处 在 于 阵 面 推 进 用 预 制 的 模 块 代 替 了 单 元 推进。具体地说,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。这样做从方法上确保了计算区域的离散速度优于传统方法。论文先以二维情形为例,详细介绍了方法实施的各个环节,研制了对应的网格生成程序,生成了单段和多段翼型的非结构网格。并用二维 Euler 方程有限体积法求解器进行了绕流实例的验算,数值结果显示模块方法生成的网格能用于流场计算。在此成功的基础上,本文进一步把该方法推广应用到三维物体的表面三角化。结合三维曲面的特点,先根据多点择优的原则引入一个平面模块,再将该平面模块逼近到附近的曲面上。为了确保网格的质量,论文对曲面网格进行了 Laplace 格点松弛光顺。论文给出了三维表面三角化的实例。无论二维情形还是三维情形,数值结果都显示出:用模块推进代替单元推进能有效加速网格生成过程。表明该方法具有推广应用前景。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究进展
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 网格模块及其预制
• 2.1 引言
• 2.2 模块加速思想的提出
• 2.3 模块遵循原则
• 2.4 模块的预制
• 2.5 小结
• 第三章 基于模块的二维非结构网格生成
• 3.1 引言
• 3.2 非结构背景网格及控制参数
• 3.3 初始的模块阵面生成
• 3.4 基于模块推进的非结构网格生成方法
• 3.5 网格优化
• 3.6 网格生成实例
• 3.7 小结
• 第四章 任意多边形模块及Euler方程数值验算
• 4.1 引言
• 4.2 多边形模块形状
• 4.3 改进后的模块引入推进
• 4.4 二维Euler方程的有限体积解法
• 4.4.1 流动控制方程
• 4.4.2 有限体积空间离散
• 4.4.3 时间离散
• 4.4.4 算例与分析
• 4.5 小结
• 第五章 基于模块的三维物体表面三角化
• 5.1 引言
• 5.2 背景信息和曲面点集生成
• 5.3 初始的模块阵面生成
• 5.4 基于模块推进的曲面网格生成方法
• 5.5 网格优化
• 5.6 模块方法网格生成实例
• 5.7 小结
• 第六章 全文总结与展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的主要论文
• 参考文献