基于改进3D-R树的流固耦合模拟网格插值研究
2021-09-16王昭顺董玲玉吴明宇胡长军
原子能科学技术 2021年9期
关键词:效率
苗 雪,王昭顺,朱 迎,董玲玉,吴明宇,杨 文,胡长军
(1.北京科技大学 计算机与通信工程学院,北京 100083;2.中国原子能科学研究院,北京 102413)
反应堆流固耦合(FSI)过程复杂,涉及多学科、受多方因素影响,其重要特征是研究两相介质间的交互作用,即固体在流体载荷作用下会发生形变或运动,而固体的形变或运动会改变流体载荷的分布和大小[1]。流固耦合模拟计算中,一般采用不同的求解器分别对流体域(FD)和固体域(SD)进行求解计算,所以两者离散后的两套网格在耦合界面上是不匹配的,因此需要采用网格插值技术对两套网格的单元和节点建立对应关系以进行耦合界面上信息的传递[2]。
网格插值整体分为局部和全局插值两类,局部插值是根据一定的匹配准则选取另一套网格在待插值节点附近的一些单元或节点上的载荷进行插值计算,求出待插值节点对应的载荷值;全局插值是在另一套网格所有节点载荷的基础上构造一个整体的载荷与坐标的插值函数,根据此插值函数可直接求得待插值节点对应的载荷值[2-3]。局部插值需对网格进行预先搜索以确定待插值节点附近的网格单元或节点,分为基于节点和基于单元两类插值方式。基于节点的插值有最邻近点插值法(NNI)[4-5]和反距离加权平均法(DWA)[6-8],广泛应用的单元插值有六面体Lagrange、四面体体积插值法和等参元逆变换插值法[5,9]等。全局插值主要有无限平板样条插值(IPS)[10]、有限表面插值(FPS)[11]、薄板样条插值(TPS)[12]和径向基函数插值(RBF)[13],全局插值可避免网格单元或节点间的搜索过程。……
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