任意多连通域网格自动生成算法及其应用

给出了一种任意平面域内三角形网格自动生成的算法，本算法是根据下面两个事实而设计出来的：１、任意平面多连通域总可以剖分成若干个三角形单元。２、平面域内的活节点数目随着单元剖分总会趋近于零。文中还介绍了几种网格性能改善的方法，整个程序结构紧凑，需要人工输入的数据量少，生成的网格质量较高，而且处稳定性能好。     

有限元网格自动生成及自动调整技术

本文给出了一种任意平面域内三角形网格自动生成及自动调整算法，并编制了相应的程序。通过对带Ｕ形槽的三点变曲试件的分析，证明本文算法是可行的，并且具有稳定性能好、收敛速度快的优点。     

改进的栅格法有限元网格剖分

提出一种改进的栅格法网格剖分算法,该算法综合了栅榕法和Delaunay算法的优点,生成了四边形和三角形混合单元,保证了整体性能与局部性态最优,满足汽车覆盖件冲压成形模拟软件对有限元网格质量的需求.实践证明,本文提出的改进的栅格法网格剖分算法可行有效,生成网格的质量高,程序容易实现.该算法已经成功集成到商业化冲压成形模拟软件KMAS中.     

任意平面区域的高质量有限元网格自动剖分

实现了任意平面区域的高质量三角形有限元网格自动剖分。初始化时利用广度优先搜索查找孔及凹槽中需删除的三角形 ,不需定义有向边界 ,可十分方便地定出实际剖分区域 ;给出了一种方便、快捷的点定位法 ,可大大提高程序运行速度 ;利用Delaunay网格优化算法实现了对三角形形状的控制 ,可使三角形最小角达到 35° ;分割坏三角形时 ,按最小角由小到大的顺序处理 ,使三角形网格在满足质量要求的同时网格数量较少     

用逐点插入法自动生成全四边形的自适应有限元网络

本文给出一种有限元网格全自动划分的方法。方法包括三部分；１．用单元尺寸控制生成网格的疏密分布１；２．用基于Ｄｅｌａｕｎａｙ三角化过程的逐点插入法生成纯三角形网格；３．将三角形网格转化为全四边形网格。相应的网格生成器具成良好的用户界面。只须最小限度的边界描述即可自由，快速地生成单元形状良好，疏密分布任意的网格。     

任意平面区域三角形网格的全自动生成算法

本文基于波前法提出了一种对任意平面区域生成三角形网格自动生成算法。算法具有区域适应性强,边界网格质量高,自动化程度高的优点。算法还包括了网格的拓扑优化,光滑及加密处理。此外,初边值条件的自动给定大大减少了数值计算中数据输入和避免了边界搜索计算。大量算例显示了算法的可靠性和适用性。     

三维域四面体网格生成的推进网阵方法和网格光顺

本文讨论了应用推进网阵方法在任意形状三维块体内的四面体元网格的生成过程，建成了这个过程中一个典型四面体元生成的一般方案，提出了一个简便的在三维非平面表面域上三角形网格的广义Ｌａｐｌａｃｉａｎ光顺方案和一个块体域内四面体元网格的光顺方案，给出的一些图形结果表明了所提出的网格生成器及其程序的功能和质量。本文工作已作为前处理机在英国有限元分析软件公司ＦＥＡＬｔｄresume     

基于AFT-Delaunay的二维解耦并行网格生成算法

面向平面任意几何区域网格生成,提出了一种将波前法AFT(Advancing Front Technique)与Delaunay法相结合的解耦并行网格生成算法。算法主要思想是沿着求解几何区域惯性轴,采用扩展的AFT-Delaunay算法生成高质量三角形网格墙,递归地将几何区域动态划分成多个彼此解耦的子区域;采用OpenMP多线程并行技术,将子区域分配给多个CPU并行生成子区域网格;子区域内部的网格生成复用AFT-Delaunay算法,保证了生成网格的质量、效率和一致性要求。本算法优先生成几何边界与交界面网格,有利于提高有限元计算精度;各个子区域的网格生成彼此完全解耦,因此并行网格生成过程无需通信。该方法克服了并行交界面网格质量恶化难题,且具有良好的并行加速比,能够全自动、高效率地并行生成高质量的三角网格。     

基于重叠划分的自由网格四边形单元计算方法

提出了一种基于重叠划分的自由网格四边形单元计算方法。这一方法将四边形单元引入到自由网格计算方法中，不仅提高了计算的精度，同时还保留了自由网格计算方法的特点。方法首先对分析域内自动生成的每一个节点建立一套临时三角形单元，利用这些临时三角形单元组合生成四边形单元，以节点为单位进行计算。由于各矩阵的计算与组集均以节点为中心进行处理，因而特别适合于并行计算环境。在详细介绍自由网格四边形单元计算方法的基础上，利用数值算例证实了这一方法改善计算精度方面的有效性。     

三维域四面体网格生成的推进网阵方法和网格光顺

本文讨论了应用推进网阵方法在任意形状三维块体内的四面体元网格的生成过程，建议了这个过程中一个典型四面体元生成的一般方案，提出了一个简便的在三维非平面表面域上三角形网格的广义Ｌａｐｌａｃｉａｎ光顺方案和一个块体域内四面体元网格的光顺方案，给出的一些图形结果表明了所提出的网格生成器及其程序的功能和质量。本文工作已作为前处理机在英国有限元分析软件公司ＦＥＡＬｔｄ的通用有限元程序ＬＵＳＡＳ中实现。     

前沿推进曲面四边形网格生成算法

将一类前沿推进三角形曲面网格生成算法拓展到曲面四边形网格生成。新算法逐个单元推进前沿,避免了铺路法（Paving）逐排推进方式的鲁棒性问题,针对四边形算法在理想点计算、候选点列表构建和新单元生成等环节存在的特殊技术问题给出了系统的解决方案。数值实验表明,本文算法能针对复杂的组合参数曲面自动生成全四边形网格,网格质量优于...     

一种三维表面网格自动生成方法

提出了一种改进的区域分解法,用于三维表面三角形和四边形网格的自动生成。基于区域分解法的三维表面网格生成的主要技术包括三维表面三角形面片拓扑关系的建立,表面三角形面片的分组及特征面的确定,空间曲线上网格节点的生成,区域内外边界的合并,最佳剖分面的确定,以及网格的光滑处理等。本文对这些技术进行了详细的介绍。本文提出的表面网格生成方法具有算法可靠、生成网格效率高以及生成网格质量高等优点。最后给出三维表面网格生成实例验证了本文提出方法的可靠性。     

三维约束Delaunay三角化的边界恢复和薄元消除方法

提出一种有效的三维约束Delaunay三角剖分的边界恢复算法，该算法综合了P．L．George算法和N．P．Weatherill算法的优点，通过将约束边和约束面加以恢复，保持了实体边界的完整性，解决了经典Delaunay算法不能剖分凹域的问题，从而实现了复杂三维实体的网格剖分。提出了一种简易而有效的消除薄元方法——薄元分解法，彻底解决了三维Delaunay三角剖分过程中所产生的薄元问题。实践证明，本文提出的边界恢复算法和薄元消除算法健壮有效，生成网格的质量高，并且易于实现。     

Numerical simulation of fluid flows using an unstructured finite volume method with adaptive tri‐tree grids

A tri‐tree grid generation procedure is developed together with a finite volume method on the unstructured grid for solving the Navier–Stokes equations. A hierarchic numbering system for the data structure is used. The grid is adapted by adding and removing cell elements dependent on the vorticity magnitude. A special treatment is developed to ensure good quality triangular elements around the cylinder boundary. The adopted finite volume method is based on the cell‐centred scheme. The pressure–velocity coupling is treated using the SIMPLE algorithm. A modified QUICK scheme for unstructured grids is derived. The developed method is used to simulate the flow past a single and multiple cylinders at low Reynolds number. The obtained results are in good agreement with the published data. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

One-dimensional finite element heat transfer solution of a fin with triangular perforations of bases parallel and towered its base

Heat transfer dissipation from a horizontal rectangular fin embedded with equilateral triangular perforations is computed numerically using one-dimensional finite element technique. The bases of the triangles are parallel and toward the fin base. The body of the fin is discretized into a number of subdivisions (finite elements). The number of these elements can be altered as required according to the automatic mesh generation. The heat dissipation of the perforated fin is computed and compared with that of the solid one of the same dimensions and same thermal properties. The comparison refers to acceptable results and heat dissipation enhancement due to certain perforation.     

基于四叉树法的有限元网格自动生成及凝聚方法

本文介绍了用于有限元网格自动划分的四叉树方法及相应的非均匀网格的生成方法──网格凝聚法。此方法可以用于处理任意形状的单连通或多连通的平面结构，其边界以折线及二次曲线描述。相应的网格生成器用户界面友好，极少需要人工干预。所生成的单元大多为四边形元，在边界处理时用了少量三角元，所有单元性态良好。非均匀网格可以实现多处、多重加密。     

台阶式并行微通道内气泡群自组装行为及其对气泡生成的反馈效应

台阶式微通道乳化装置因易于高通量生产均一性的气泡及液滴而受到关注.本文利用高速摄像仪研究了台阶式并行微通道装置空腔内的气泡群复杂行为及其对气泡生成的反馈效应.实验设计的操作变量为气液相进出口位置、气相流速和液相流速. 在实验操作范围内,共发现了气泡的单管生成模式和多管生成模式.研究了空腔内气泡群复杂行为随操作条件的变化趋势. 发现在受限空间内,气泡在水平面内发生挤压堵塞能够自组装成具有特定几何特点的二维晶格,分别为有序的行三角晶格、有序的竖三角晶格和无序的三角晶格.晶格结构与气相压力密切相关; 同时, 气泡界面能量随着气相压力的增大而增大.运用介尺度、能量和活化等概念分析了气泡群复杂行为对气泡生成方式的影响,充分阐释了受限空间内气泡群的介尺度效应.以变异系数CV来表示气泡的均匀性特征, 考察了气泡晶格自组装行为的控制因素.结果表明: 气泡的自组装路径由气泡尺寸及其分布决定,有序的三角晶格变异系数小于5%, 无序的三角晶格变异系数大于5%.      

On the formulation of the planar ANCF triangular finite elements

In this paper, new planar isoparametric triangular finite elements (FE) based on the absolute nodal coordinate formulation (ANCF) are developed. The proposed ANCF elements have six coordinates per node: two position coordinates that define the absolute position vector of the node and four gradient coordinates that define vectors tangent to coordinate lines (parameters) at the same node. To shed light on the importance of the element geometry and to facilitate the development of some of the new elements presented in this paper, two different parametric definitions of the gradient vectors are used. The first parametrization, called area parameterization, is based on coordinate lines along the sides of the element in the reference configuration, while the second parameterization, called Cartesian parameterization, employs coordinate lines defined along the axes of the structure (body) coordinate system. The fundamental differences between the ANCF parameterizations used in this investigation and the parametrizations used for conventional finite elements are highlighted. The Cartesian parameterization serves as a unique standard for the triangular FE assembly. To this end, a transformation matrix that defines the relationship between the area and the Cartesian parameterizations is introduced for each element in order to allow for the use of standard FE assembly procedure and define the structure (body) inertia and elastic forces. Using Bezier geometry and a linear mapping, cubic displacement fields of the new ANCF triangular elements are systematically developed. Specifically, two new ANCF triangular finite elements are developed in this investigation, namely four-node mixed-coordinate and three-node ANCF triangles. The performance of the proposed new ANCF elements is evaluated by comparison with the conventional linear and quadratic triangular elements as well as previously developed ANCF rectangular and triangular elements. The results obtained in this investigation show that in the case of small and large deformations as well as finite rotations, all the elements considered can produce correct results, which are in a good agreement if appropriate mesh sizes are used.