混合网格

摘要： 高雷诺数粘性流动模拟对边界层内的网格正交性有特殊要求。对于复杂外形,这类问题的网格自动化生成十分困难。面向该问题,提出一种双前沿推进思想,并形成一种面向复杂几何外形的边界层网格全自动生成算法。结合多种网格技术处理局部几何特征以保证边界层网格的质量。双前沿推进思想同时适用于多块结构网格和混合网格的边界层网格生成。多个模型网格实例验证了算法的有效性。

摘要： 真实飞行器外形复杂,涉及的流动结构和现象对数值模拟中所需的网格提出了较高的要求.本文首先研究了各向异性黏性网格的生成方法,提出了网格生长动力学模型,并建立了松弛算法求解该模型,从而得到合理的层状网格;提出并建立了各向同性四面体网格的阵面推进Delaunay网格细化算法.最后通过数个算例对所建立的混合黏性网格生成方法的适用性和可靠性进行考察.结果表明,本文建立的混合黏性网格生成方法适用于复杂飞行器的网格生成,具有较高的可靠性.

摘要： 常规高阶和时空域高阶有限差分方法广泛应用于三维标量波动方程的数值模拟,这两种差分方法仅利用笛卡尔坐标系中的坐标轴网格点构建三维Laplace差分算子,相应的差分离散波动方程本质上仅具有2阶差分精度,模拟精度低.本文将三维笛卡尔坐标系中非坐标轴网格点分为两类:坐标平面内的非坐标轴网格点和坐标平面外的非坐标轴网格点,系统推导出了两类非坐标轴网格点构建三维Laplace差分算子的方法,进而提出了一种利用坐标轴网格点和非坐标轴网格点共同构建三维Laplace差分算子的混合网格有限差分方法,并利用时空域频散关系和泰勒展开建立差分系数方程,推导出了差分系数的通解.相比常规高阶和时空域高阶差分格式的2阶差分精度,时空域混合网格差分离散波动方程理论上能够达到任意偶数阶差分精度,模拟精度显著提高,同时稳定性更强.频散分析表明:相比常规高阶和时空域高阶差分格式,在计算效率基本相同时,时空域混合网格差分格式能更有效地减小数值频散,减弱数值各向异性,模拟精度更高;在模拟精度基本相当时,混合网格差分格式能采用更大的时间采样间隔,计算效率更高.数值模拟实例进一步验证了混合网格差分格式在提高模拟精度和计算效率方面的先进性,也验证了其普遍适用性.

摘要： 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.

摘要： 水下航行器系统是包含主体、推进系统和其余附体的整体结构,其航行特性研究是水下航行器系统设计的重要内容.为研究水下航行器系统的航行性能和航行时的表面压力特征和流场特性,基于CFD方法,使用重叠网格和滑移网格相结合的混合网格技术对某自主研发水下航行器系统模型进行直接模拟.结果表明:水下航行器系统在不同大小的推力作用下,会表现出不同的航行性能,通过推力-速度曲线可以插值得到不同推力下的航行点;水下航行器在来流速度不同时其所受表面压力大小不同,但分布规律相似,且具有相同的流场分布特性.

摘要： 采用安装有2个螺旋桨的模型遥控船为研究对象,采用滑移网格技术建立实尺度三维混合网格,运用SST模型进行计算流体力学(CFD)仿真.对该船在静止坐标系下进行自航模拟,通过阻力/推力平衡和单个螺旋桨的偏心位置计算单螺旋桨推进下船的转弯力矩.建立包含船、桨在内的大区域旋转网格,对该船2种工况下的转弯特性进行数值模拟.通过插值,可得转弯半径.对左侧螺旋桨转速为7560 r/min的实船模型进行转弯实验,测出实船的转弯半径.数值模拟值与实验测量值之间的相对误差为5.56％,验证了该方法的通用性,为后续双桨水面无人船的精确控制提供数据支持.

摘要： 针对套筒式调节阀的结构特点,采用三维混合网格划分的方法,使用压力耦合方程组的半隐式算法,对调节阀流体计算域进行了仿真计算,得到了在调节阀不同开度下的流量系数,并与试验数据进行了比较。比较结果证明,仿真模拟数据与试验数据基本吻合,其误差在允许的范围内。说明了所建立的阀门内流场数值计算模型的准确性与可行性。研究结果为今后调节阀内流道设计与流态研究提供了理论基础,节省了阀门设计计算成本。

摘要： 基于非结构/混合网格并行计算软件,以等熵流动原理为出发点,结合发动机短舱入口及远场特征边界条件,建立了一种新的涡扇发动力动力特性计算模型.通过与Navier-Stokes方程耦合求解,数值模拟了轴对称超高涵道比涡扇模型(CRUF)和轴对称涡轮动力模型(TPS)进排气流场,计算结果与文献中的发动机动力特性模型计算结果以及实验数据进行比较,三者吻合较好,从而验证了本文构造的涡扇发动机动力特性计算模拟的正确性、可靠性以及工程实用性.

摘要： 本文首先建立了一套可同时适用于倾转旋翼机悬停状态、过渡状态和前飞状态下流场计算的非结构混合网格生成方法:在物面粘性作用区,选取能够较好模拟流场附面层特性的三棱柱网格,空间中采用四面体网格进行填充.然后,建立了基于动量源模型的倾转旋翼机气动特性CFD方法:选取Navier-Stokes方程作为主控方程,为了同时兼顾流场的计算精度和效率,使用了Spalart-Allmaras湍流模型,空间离散采用Jameson中心差分格式.最后,以Bobin机身作为算例本文建立方法的有效性,并分析了不同V-22倾转旋翼机改进构型对机翼负载的影响,并得到一些有意义的结果.

摘要： 基于混合网格建立了一个适合于直升机旋翼/机身非定常干扰流场的数值模拟方法.其中,采用混合网格系统生成旋翼/机身干扰流场网格以降低网格生成难度;将二阶MUSCL格式和Roe格式相结合进行空间离散以提高流场的计算精度;同时引入隐式LU-SGS时间格式和OpenMP并行模式以提高干扰流场的计算效率.应用建立的计算方法,对Georgia和Robin旋翼/机身模型进行了数值模拟和分析,与试验结果良好的相关性表明了本文方法的有效性.rn 结果表明，建立的混合网格方法能够有效地降低旋翼/机身干扰流场网格的生成难度;提出的挖洞和贡献单元搜索组合策略可以适合于不同网格类型，并具有高效率、完全自动化等特点;发展的旋翼/机身流场求解方法能够有效、准确地模拟旋翼与机身间复杂的非定常流动;本文方法适合于分析旋翼/机身干扰非定常气动特性，能够准确预测旋翼干扰状态下机身表面压力的非定常变化。

摘要： 波动方程数值模拟是勘探地震学的重要基础研究内容，也是逆时偏移和全波形反演的基础和核心。创造性地提出利用常规直角坐标系和旋转直角坐标系中的网格点一起差分近似波动方程中的Laplace算子,将Laplace算子表示为常规直角坐标系中M个Laplace算子和旋转直角坐标系中N个Laplace算子的加权平均,构建了一种新的混合2M+N型有限差分格式(简称为M2M+N-FD).频散分析表明:与T2M-FD和TS2M-FD相比,M2M+N-FD能更有效地压制数值频散,模拟精度更高.稳定性分析表明:M2M+N-FD比T2M-FD稳定性强,和TS2M-FD的稳定性基本相当.最后,利用M2M+N-FD进行层状介质模型数值模拟试验,并推广应用于Marmousi模型的逆时偏移,数值模拟结果和偏移成像质量证明了本文提出的M2M+N-FD的优越性和普遍适用性.

摘要： 基于非结构混合网格策略和有限体积法,对第二期国际涡流试验项目(VFE-2)的尖前缘65°三角翼在马赫数0.4,迎角20.3°,雷诺数2.e+6条件下的亚音速复杂流场结构进行数值模拟,重点探讨基于计算数据如何进行该类型复杂涡系干扰表面和空间流场关键特征提取和数据可视化.通过与相关试验类比,建立了与先进试验流动显示技术(含油流、PSP、PIV等)相比拟的定性和定量分析方法,为三角翼这类复杂流场结构的精细分析奠定了技术基础.采用上述方法,细致分析了亚音速三角翼的大迎角复杂旋涡流场结构,得到了与试验一致的结论.本文研究表明:在大迎角条件下,三角翼流动物理复杂,粘性效应耦合严重,只有通过N-S方程计算才能准确地捕捉主涡和二次涡的发展.

摘要： 射线追踪方法是指给定激发点和接收点的位置及地层介质的速度,从而求取激发点到接收点间的射线路径及旅行时,射线追踪求取的射线路径和计算旅行时的精度直接影响着偏移成像、速度分析、走时反演和层析成像的质量.因此,研究快速且更高精度的射线追踪方法,对于解决层析成像等地震波场模拟问题有着重要意义.旅行时线性插值法(LTI)在计算初至波旅行时和射线路径时具有计算原理简单,效率高等特点,得到了广泛应用.

摘要： 多介质大变形流动数值模拟的关键和难点是在精确追踪物质界面的同时又能够处理好流体的大变形运动.将MOF(Moment-of-Fluid)界面重构算法与多介质任意拉格朗日-欧拉方法(Multi-Material Arbitrary Lagrangian Eulerian,MMALE)相耦合,形成MOF-MMALE方法,并应用于多介质大变形流动问题的数值模拟研究.MOF-MMALE 方法在传统的ALE方法基础上,允许计算网格边界跨过物质界面,允许存在混合网格,即一个网格内可以存在两种或两种以上物质;在混合网格内,利用MOF 界面重构算法来确定物质界面的位置和方向.数值算例表明,MOF-MMALE 方法是模拟多介质大变形流动的有效手段,并且具有很好的数值精度和界面分辨率.

摘要： 本文研究了O序和P序Osher通量在有限体积法中的特性.对圆柱绕流问题,分析了三角形网格、四边形网格对数值结果的影响.针对求解圆柱绕流问题中O序Osher通量的“红斑”现象,提出了基于混合网格的O序Osher格式和四边形网格的混合Osher格式的混合解决方法。对圆柱绕流和前台阶问题的数值结果说明了混合技术的有效性.

摘要： 本文选用了几个经典的高马赫数流动算例(Ma4.5平板绕流，高超圆柱绕流和Mach5激波边界层相互作用问题)，对混合格子波尔茨曼格式进行了验证和评估。从不同算例计算所得的压力分布、热流以及摩擦阻力系数分布，都与实验较吻合的很好。这些都说明了混合格子波尔茨曼格式的可靠性和鲁棒性。

摘要： 本文选用了几个经典的高马赫数流动算例(Ma4.5平板绕流，高超圆柱绕流和Mach5激波边界层相互作用问题)，对混合格子波尔茨曼格式进行了验证和评估。从不同算例计算所得的压力分布、热流以及摩擦阻力系数分布，都与实验较吻合的很好。这些都说明了混合格子波尔茨曼格式的可靠性和鲁棒性。

摘要： 本发明公开了一种基于结构化网格的混合型网格变形方法，首先从待变形网格中等间距提取若干个组成粗化网格，采用线性弹性法进行粗化网格变形；接下来利用线性插值法对粗化网格进行线性插值，计算线性插值后节点的位置偏移值，完成细化网格变形，最终实现全部网格变形。该方法兼顾了线性弹性体法的支持大变形的能力和线性插值法的计算效率高、占用内存小的特点，是一种高效鲁棒的网格变形方法。

摘要： 本发明涉及一种基于网格与无网格混合的软组织形变方法。在手术大变形区域采用无网格法，非手术区域采用网格法。在手术区域采用无网格方法可以避免大形变中的网格畸变问题，形变又具有光滑过渡有利于实现形变仿真的真实感，同时手术区域较小则区域模型节点数也较少，手术区域采用无网格法可以达到实时性要求；在非手术区域采用基于质点弹簧的网格形变方法又避免了无网格计算效率低的缺点，发挥质点弹簧在实时性上的优点，同时非手术区域形变较小采用质点弹簧法也不会发生网格畸变，模拟形变效果也较好。本发明的方法发挥网格与无网格在形变仿真中的优势，在真实感与实时性两者之间进行折中，能够适用于虚拟形变手术仿真。

摘要： 本发明公开了一种基于混合面片链码表示三维网格模型的方法，属于网格模型编码描述技术领域，包括步骤S1：输入三维网格模型；S2：将输入的三维网格模型规格化处理，得到规格化三角面片表示的三维网格模型；S3：对三角面片进行编码，得到基于三角面片链码表示的三维网格模型；S4：将能够合并为单四边形面片的三角面片合并，得到基于单四边形面片和三角面片的混合面片链码表示的三维网格模型；S5：将能够合并为双四边形面片的单四边形面片合并，得到基于双四边形面片、单四边形面片和三角面片的混合面片链码表示的三维网格模型。在保持三维网格模型表示精度的同时，提高了面片链码的表示能力，减少了三维网格模型的数据存储空间。

摘要： 本发明公开了一种基于结构化网格的混合型网格变形方法，首先从待变形网格中等间距提取若干个组成粗化网格，采用线性弹性法进行粗化网格变形；接下来利用线性插值法对粗化网格进行线性插值，计算线性插值后节点的位置偏移值，完成细化网格变形，最终实现全部网格变形。该方法兼顾了线性弹性体法的支持大变形的能力和线性插值法的计算效率高、占用内存小的特点，是一种高效鲁棒的网格变形方法。

摘要： 本发明涉及一种基于网格与无网格混合的软组织形变方法。在手术大变形区域采用无网格法，非手术区域采用网格法。在手术区域采用无网格方法可以避免大形变中的网格畸变问题，形变又具有光滑过渡有利于实现形变仿真的真实感，同时手术区域较小则区域模型节点数也较少，手术区域采用无网格法可以达到实时性要求；在非手术区域采用基于质点弹簧的网格形变方法又避免了无网格计算效率低的缺点，发挥质点弹簧在实时性上的优点，同时非手术区域形变较小采用质点弹簧法也不会发生网格畸变，模拟形变效果也较好。本发明的方法发挥网格与无网格在形变仿真中的优势，在真实感与实时性两者之间进行折中，能够适用于虚拟形变手术仿真。

摘要： 本发明公开了一种三维自适应网格R+树混合索引构建、维护、查询方法，属于软件安全和计算机技术领域，构建方法包括采用基于正态分布的多级网格自动划分算法处理数据集，构建多级网格，达到快速分割整个数据空间的目的，然后建立R+树，构建混合索引结构；维护方法包括插入、删除和修改操作，保证索引结构的健壮性；查询方法包括精确点查询和k近邻查询。本发明首先利用基于正态分布的多级网格自动划分算法处理数据集，得到网格划分的长宽高，然后利用R+树兄弟结点零相交的优势，进行高效的空间索引，使得面对海量三维数据分布布均匀的情况下，无论是在索引结构的构建，还是查询方面都具有良好的性能。

摘要： 本申请公开了一种网格‑参数混合模型建模方法和系统，获取待测物体的点云数据，利用网格生成技术，将点云数据转换为网格曲面，对网格曲面进行网格偏置处理和边界缝合处理，将网格曲面转换为封闭的网格模型；设定待测物体的特征参数，建立参数模型，并对参数模型进行网格化处理；基于布尔运算，将网格模型和参数模型合成混合模型，混合模型使用网格进行表征。本系统包括点云数据模块、网格模型模块、参数模型模块和布尔运算模块。本申请建立的网格‑参数混合模型，既保持原始测量模型精度又具有用户自定义添加特征，既能应用网格模型的操作，又能应用参数模型的操作，提高后续再设计的精度和效率。

摘要： 一种基于时序分割与模型混合并行优化的网格负载均衡调度方法，包括以下步骤：S100：将历史数据分割为不同的数据块，将分割后的数据块分给不同处理器；S200:对每个单一处理器，使用并行化的二位长短期记忆网络细胞训练；S300：收集不同处理器计算得出的误差值，得出平均值，更新上一时刻的细胞内矩阵；S400：进行迭代训练，以获得可预测网格内各计算节点工作量的二维长短期记忆网络；S500：使用获得的二维长短期记忆网络，并行预测各个子节点的工作量；S600:按照最小的工作量匹配最小负载的原则，确定计算节点与作业的二元组并完成调度。本发明对于提升提高网格服务质量、加快任务请求的处理速度、保证良好的用户体验、更好的实现负载均衡具有重要意义。

摘要： 本发明公开了一种喷流干扰流场混合网格计算方法、系统、设备及介质。方法包括：S1:将计算域划分为结构求解区域和非结构求解区域；S2:生成结构子网格和非结构子网格；S3:选取交界处的部分结构子网格作为过渡层；S4:标记过渡层的网格单元在结构子网格和非结构子网格之间的对应关系；S5:将过渡层的结构网格与非结构子网格一并输出为非结构网格；S6:调用结构求解器和非结构求解器分别进行CFD求解计算；S7:根据S4标记的对应关系，将过渡层的结构网格的流场信息与过渡层的非结构网格的流场信息进行数据交换，并更新结构网格的流场信息和非结构网格的流场信息；S8:判断是否收敛，若是，则计算完成，否则，返回S6。实现提高喷流干扰流场计算的精度及效率。

摘要： 本发明公开了一种多区域混合网格耦合分析方法，包括建立分析对象的流场立体几何模型、建立气相模型、计算流场参数、网格划分无关化检验、优化区域划分、建立颗粒相模型和参数分析步骤。本发明对于多区域流场耦合的情况下，采用结构与非结构网格混合而成的方法进行混合网格分析，模拟流场等分布，直接对三维模型进行参数优化，效果直观；所提出的一腔两域的参数优化方法，为后续多域耦合情况下的参数优化提供有力依据，对焦化企业脱硫脱硝的关键设备进行优化设计具有重要的现实意义。