孙岩，江盟，孟德虹，庞宇飞

中国空气动力研究与发展中心 计算空气动力研究所，绵阳 621000

近几十年，伴随着计算机硬件与计算方法的快速发展，计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)模拟能力迅速提升，已经能够在部分阶段代替试验手段，成为飞行器快速精细化设计的重要工具，从根本上改变航空航天飞行器的设计模式[1-2]。

目前主流CFD方法基于网格对计算区域进行空间离散，然后迭代求解离散后的代数方程得到流场的数值解，并通过表面积分获取飞行器的宏观气动载荷特性。因此，网格是开展CFD分析的前提和基础，直接影响流场数值模拟的精准度与效率[3]。

CFD计算网格按照相邻节点之间的拓扑关系可以分为结构网格和非结构网格两类[4]。结构网格内部节点的相邻节点数量是固定的，可以直接通过数组的索引序号来定义网格节点间的连接关系，而非结构网格内部节点的相邻节点数量是变化的，需要通过单独的数据结构对节点间的连接关系进行定义。相比于非结构网格，结构网格在效率、精度、分辨率和程序实现上均有明显的优势。但针对复杂的工程外形，结构网格生成十分困难，需要投入大量的人力开展结构网格的拓扑设计[5]。而随着计算机能力的快速提升，非结构网格相比结构网格的计算效率短板逐渐缩小，且在外形灵活性、生成速度方面的优势逐渐凸显，已经成为主流商业软件和部分in-house代码的首选网格类型[6]。

非结构网格单元类型主要有二维的三角形和三维的四面体，均可以实现任意离散区域的自动化填充，但在模拟梯度占主导的边界层流动时表现糟糕[7]。……