基于“各向异性”四面体网格聚合的复杂外形混合网格生成方法
2013-08-21张来平
空气动力学学报 2013年1期
关键词:结构
赵 钟,张来平,2,赫 新,2
(1.中国空气动力研究与发展中心 计算空气动力研究所,四川 绵阳 621000;2.空气动力学国家重点实验室,四川绵阳621000)
0 引 言
在CFD工业化应用中,生成计算网格一直占据整个计算流程的60%~70%时间,这一点对于复杂外形高质量粘性流动计算网格的生成更为突出[1]。
依照网格的拓扑结构,计算网格分为结构网格和非结构网格。结构网格的优点是数据结构简单,存储方便,计算简单快捷,计算结果精度高;其缺点是难以处理复杂外形,对一些外形上的奇点需要进行简化或特殊处理。非结构网格最早来源于固体力学中的有限元计算,主要指二维的三角形和三维的四面体网格,其优点是易于处理复杂外形,数据结构的随机性使得其易于进行网格自适应;缺点是存储量大,计算效率低。非结构网格的缺点在高雷诺数计算时表现得尤为突出:高雷诺数边界层模拟要求在物面法向有足够的网格分辨率,这一点使得非结构网格数量急剧增长。为了在一定程度上减少网格量,可以使用法向高度压缩的“各向异性”四面体单元。然而,法向相邻两个各向异性四面体单元的中心连线和物面法向的偏离使得计算在某些情况下不够精确(如利用格心型有限体积法求解单元内的物理量梯度时)。
基于结构网格和非结构网格各自的优缺点发展起来的混合网格技术结合了二者的优势:边界层内的网格一般采用半结构的三棱柱单元(在物面法向是结构的,而在贴体方向是非结构的),边界层以外单元是各向同性的四面体网格或Cartesian网格。……
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