叶轮机CFD网格预处理研究

论文摘要

CFD网格预处理技术能够极大地提高网格生成效率,大大缩短网格生成周期,最大限度地减少网格生成的人为干预并保证网格生成的质量。CFD网格预处理技术对特征模型的网格生成具有很大的优势,具有极高的工程应用价值。在研究了CFD网格预处理技术的基础上,设计了CFD网格划分模板,确定了CFD网格预处理流程。通过对叶轮机CFD数值模拟的研究,确定了一套适合叶轮机CFD数值模拟的计算域分块策略。采用VC++编程语言开发了叶轮机CFD网格预处理软件,实现了叶轮机的CFD网格预处理。在研究了ICEMCFD商用软件的网格生成原理和接口文件格式的基础上,开发了ICEMCFD的文件软件接口,实现了网格预处理数据的导出,并在ICEMCFD中实现了CFD网格的自动生成。本文将网格预处理技术应用到冷却涡轮叶片的CFD网格生成上。研究了冷却涡轮的特征定义,实现了冷却涡轮的计算域分块自动化,完成了冷却涡轮的CFD网格预处理和网格的自动生成。通过冷却涡轮叶片网格预处理验证了采用叶轮机CFD网格预处理的网格自动生成的各种优势,CFD网格预处理技术拥有广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 网格预处理研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 第二章 网格预处理技术
• 2.1 网格预处理技术概述
• 2.2 计算域分块策略研究
• 2.2.1 计算域分块特点
• 2.2.2 实例分析
• 2.3 三维更复杂计算域分块自动化
• 2.4 建立计算域拓扑关系
• 2.4.1 特征域
• 2.4.2 计算域拓扑关系
• 2.5 网格参数自动设置
• 2.6 网格预处理的优缺点
• 第三章 叶轮机CFD 网格预处理研究
• 3.1 叶轮机CFD 网格分块策略
• 3.1.1 叶轮机主流道CFD 网格分块策略
• 3.1.2 叶轮机内腔室CFD 网格分块策略
• 3.1.3 叶轮机叶片固体网格分块策略
• 3.2 叶轮机CFD 网格预处理流程
• 3.2.1 采用网格预处理技术的叶轮机CFD 网格划分流程
• 3.2.2 叶轮机模型定义
• 3.2.3 叶轮机CFD 网格预处理
• 3.2.4 叶轮机CFD 网格生成
• 3.2.5 叶轮机自定义标准模型接口
• 3.2.6 商用网格生成软件接口
• 第四章 基于ICEMCFD 的结构化网格生成自动化
• 4.1 ICEMCFD 概述
• 4.2 ICEMCFD 的结构化网格生成原理
• 4.2.1 ICEMCFD 中信息的描述方式
• 4.2.2 ICEMCFD 中结构化网格生成方法
• 4.2.3 网格文件的导出
• 4.3 ICEMCFD 的主要接口文件
• 4.3.1 Tetin 文件格式
• 4.3.2 Block 文件格式
• 4.4 基于ICEMCFD 的结构化网格生成自动化实现
• 第五章 软件开发
• 5.1 软件构架
• 5.2 主要模块功能实现
• 5.2.1 涡轮叶片造型模块
• 5.2.2 涡轮网格预处理模块
• 5.2.3 ICEMCFD 接口模块
• 5.2.4 核心模块与界面的接口
• 第六章 基于UG 的冷却涡轮叶片CFD 网格预处理实例
• 6.1 网格预处理软件运行流程
• 6.2 冷却涡轮叶片造型
• 6.2.1 主轴和截面参数设置
• 6.2.2 原始叶栅造型
• 6.2.3 设置径向积叠参数
• 6.2.4 径向截面插值
• 6.2.5 设置叶片内型面参数
• 6.2.6 生成内腔室和纵向肋
• 6.3 计算域分块
• 6.3.1 生成叶片附面层
• 6.3.2 生成边界与分块辅助线
• 6.3.3 计算域面的生成和拓扑关系的建立
• 6.4 ICEMCFD 网格参数设置
• 6.4.1 轴向网格参数设置
• 6.4.2 周向网格参数设置
• 6.4.3 径向网格参数设置
• 6.4.4 其它方向网格参数设置
• 6.5 网格自动生成
• 6.6 结果与分析
• 6.7 小结
• 第七章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文