网格生成技术及应用详解.ppt

网格生成技术及应用 主要内容： 网格生成技术概述 网格生成基本方法 微分方程法 软件介绍 网格生成技术概述 定义：对不规则物理区域进行离散以生 成规则计算区域网格的方法； 本质：坐标变换； 重要性：CFD的重要组成部分，所需人力时间约占一个计算任务全部人力时间的60%左右，并且影响CFD计算精度； ——网格生成技术概述—— 历史背景： 1967年，Winslow利用调和函数在坐标变换中保持光滑性和正交性不变的特点，通过求解Laplace方程、Poisson方程等微分方程生成网格； 1974年，Thompson首次生成绕任意二维物体的贴体计算网格； 国际动态： 从1986年召开第一届国际计算流体力学网格生成会议以后，该会议每隔2~3年召开一次，并一直延续至今；据统计，对复杂区域的流动模拟，平均大约80%的精力是花在网格生成方面，故20世纪80年代以来，网格生成技术已成为计算流动、传热等领域学者研究的焦点； 应用领域 ——网格生成技术概述—— 网格生成基本方法 结构化网格 正交曲线坐标系中的常规网格 对角直角坐标法 贴体坐标法 保角变换法 代数法———边界规范化方法 代数法———双边界法 代数法———多面法 代数法———无限插值法 非结构化网格 前沿推进法 Delaunay三角形化方法 其它方法综述 微分方程法 椭圆型方程方法 椭圆型方程方法——Laplace方程 椭圆型方程方法 椭圆型方程方法 椭圆型方程方法——泊松方程 椭圆型方程方法——泊松方程 椭圆型方程方法——泊松方程 椭圆型方程方法——泊松方程 椭圆型方程方法——泊松方程 卡门翼型网格生成 卡门翼型网格 软件介绍 软件介绍 软件介绍 参考文献 Fourcade E., Wadley R., Hoefsloot H. C. J., Green A., Iedema P. D., CFD calculation of laminar striation thinning in static mixer reactors, Chem. Eng. Sci. 56 (2001) 6729–6741. Heyouni A., Roustan M., Do-Quang Z., Hydrodynamics and mass transfer in gas–liquid flow through static mixers, Chem. Eng. Sci. 57 (2002) 3325 – 3333. 陶文铨。数值传热学。西安：西安交通大学出版社，2001。432-468。 陈景仁。湍流模型及有限分析法。1986。124-163。 陈作斌 主编，计算流体力学及应用。北京：国防工业出版社，2003。120-149。 Ferziger J.H., Peri? M., Computional Methods for Fluid Dynamics, 3rd edtion, Springer, 2002. 217-259. Kreutzer M. T., Kapteijn F., Moulijn J. A., Inertial and Interfacial Effects on Pressure Drop of Taylor Flow in Capillaries, AICHE,51 (2005) 2428-2440. Lowe D.C., Rezkallah K.S., Flow regime identification in microgravity two-phase flows using void fraction signals, Int. Multiphase Flow 25 (1999) 433-457. 谢谢大家！ ——微分方程法—— 变换后的方程为： ——微分方程法—— 差分后的方程为： 迭代式为： ? 用有限差分法确定，不能用插值确定； 直接按各节点的坐标值用差分计算； ——微分方程法—— ξ坐标对应于物理平面上是径线，取68条，用Laplace方程变换；η坐标对应于物理平面上的纬线，取25条，用泊松方程变换，方程为： ——微分方程法—— 采用非正交坐标系结构化同位网格，可求解耦合传热，变物性问题，质交换问题 CFD-ACE 计算燃烧器的温度场 BANFF-GLACIER 多相流问题，有传热的流动问题 AdINA-F 平衡及非平衡化学反应模型 AeroShap-3D 功能（化学和化工） 名称 可求解含有化学反应的复杂流动，具有很宽的热化学库，GUST为其非结构化网格版本 GASP/GUST 生成结构化网格的专用程序，包括单块与多块网格，拼接和搭接式的，贴体坐标等 GRI