一种基于双前沿推进的边界层网格生成算法

高雷诺数粘性流动模拟对边界层内的网格正交性有特殊要求.对于复杂外形,这类问题的网格自动化生成十分困难.面向该问题,提出一种双前沿推进思想,并形成一种面向复杂几何外形的边界层网格全自动生成算法.结合多种网格技术处理局部几何特征以保证边界层网格的质量.双前沿推进思想同时适用于多块结构网格和混合网格的边界层网格生成.多个模型...     

平面区域四边形网格自动生成技术

本文分析和综述了四边形网格自动生成的各种算法,给出了三角形网格向四边形网格转换的局部算法,以及有FCT思想直接生成四边形和三角形网格算法。详细分析了此法之下生成网格的几何拓朴性质,最后给出实例验证了算法的有效性。     

平面区域四边形网格自动生成技术

本文分析和综述了四边形网格自动生成的各种算法，给出了三角形网格向四边形网格转换的局部算法，以及有ＦＧＴ思想直接生成四边形和三角形网格算法。详细分析了此法之下生成网格的几何拓朴性质，最后给出实例验证了算法的有效性。     

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。     

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。     

网格生长动力学模型的建立和求解及其混合黏性网格生成中的应用1)

真实飞行器外形复杂,涉及的流动结构和现象对数值模拟中所需的网格提出了较高的要求。本文首先研究了各向异性黏性网格的生成方法,提出了网格生长动力学模型,并建立了松弛算法求解该模型,从而得到合理的层状网格;提出并建立了各向同性四面体网格的阵面推进Delaunay网格细化算法。最后通过数个算例对所建立的混合黏性网格生成方法的适用性和可靠性进行考察。结果表明,本文建立的混合黏性网格生成方法适用于复杂飞行器的网格生成,具有较高的可靠性。     

CFD多块网格生成新进展

网格生成是计算流体力学的重要组成部分,多块网格在CFD实践中获得了广泛的应用．结合对网格生成技术规范和网格生成系统的讨论,综述了多块网格近年来的新进展,重点评述了网格拓扑和网格拼接技术（包括所谓的连续拼接、非结构拼接和广义拼接）,完整飞机外形多块网格生成策略,自动分块技术以及相应的块合井技术,CAD和CFD之间的数据交换技术和基于NURBS的曲面网格生成技术,网格质量分析和控制技术,若干网格生成新方法,以及多块网格在航空气动力数值模拟中的应用．      

保持特征的三角形有限元网格简化方法

基于二次误差的网格简化算法,提出了一种三角形有限元网格模型简化算法。在网格质量评估中考虑折叠代价,避免过于狭长的三角形出现,保证新生成单元的质量。同时,通过改进特征检测机制,加入用户控制,对模型上的重要细节特征进行精细定位,使算法适用范围更广泛,简化结果更能满足网格简化过程中细节特征的保持要求。     

多特征几何体的全六面体网格自动生成方法

有限元分析的精度和效率与网格划分的质量有直接关系.目前尚缺乏一种普适性的自动网格划分方法,尤其是对于具有多种几何特征的复杂模型,现有的六面体网格自动划分算法存在不同几何特征间的网格兼容性较差以及孔状特征周围网格质量不高的问题.对此本文提出一种基于映射法的六面体网格自动生成方法,在映射法的基本框架下,将物理空间中的复杂几何体映射为计算空间中的规则几何体,引入边界顶点分类,将复杂几何体边界进行简化,将子域约束进行连接,寻找贯穿边界,以使映射网格在约束特征间兼容;对圆弧特征进行等效转化,降低曲率过大对于网格过渡的影响.实例验证表明,本方法稳定可靠,生成的六面体网格质量较高,能够解决多特征复杂几何体六面体网格自动划分问题.     

具有内部特征约束的四边形网格生成方法

提出一种具有内部特征约束的四边形网格自动生成方法,可以处理内部具有孔洞、约束线、约束点以及密度线、密度点等特征约束,满足数值分析中对网格生成的特殊要求。以区域分解法为基础,提出了确定最佳切割线的方法以及在切割线上生成过渡均匀网格节点的方法;将约束线、约束点以及密度线、密度点作为面积为零的孔洞,提出了对特征约束的处理方法;针对特征约束分隔区域的情况,提出了自动确定各子区域边界的方法。基于本文提出的方法已开发出具有特征约束的四边形网格自动生成程序,并成功应用于洪水分析系统和楼面设计分析系统。     

高焓湍流边界层壁面摩阻产生机制分析

高超飞行器在中低空以极高马赫数飞行时,飞行器表面会遇到湍流与高温非平衡效应耦合作用的新问题.这种高焓湍流边界层壁面摩阻产生机制是新型高超声速飞行器所关注的基础科学问题,厘清此产生机制可以为减阻方法的设计提供指导,具有重要的工程实用价值.本文选取高超声速飞行时楔形体头部斜激波后的高焓流动状态,开展了考虑高温非平衡效应的湍流边界层直接数值模拟研究,并设置同等边界层参数下的低焓完全气体湍流边界层流动作为对比,采用RD (Renard&Deck)分解技术研究了高焓湍流边界层摩阻的主要产生机制,对摩阻产生的主要贡献项积分函数分布进行了详细分析,研究了高温非平衡效应对摩阻产生的影响规律;采用象限分析技术,研究了摩阻分解湍动能生成项的主导流动事件.计算结果表明,高温非平衡效应会使得壁面摩阻脉动条带的流向和展向尺寸均减小.分子黏性耗散项和湍动能生成项是高焓湍流边界层摩阻生成的主要流动过程.分子黏性耗散项主要作用在近壁区,高焓流动的分布与低焓流动存在差异.象限分析表明,上抛和下扫运动是影响摩阻分解中湍动能生成项的主导事件.     

THERMAL BOUNDARY LAYER IN CFB BOILER RISER

Measurement of temperature profiles of gas-solid two-phase flow at different heights in commercial-scale circulating fluidized bed (CFB) boilers was carried out. Experimental results showed that the thickness of thermal boundary layer was generally independent of the distance from the air distributor, except when close to the riser outlet. Through analysis of flow and combustion characteristics in the riser, it was found that the main reasons for the phenomena were: 1) the hydrodynamic boundary layer was thinner than the thermal layer and hardly changed along the CFB boiler height, and 2) both radial and axial mass and heat exchanges were strong in the CFB boiler. Numerical simulation of gas flow in the outlet zone confirmed that the distribution of the thermal boundary layer was dominated by the flow field characteristics.     

THERMAL BOUNDARY LAYER IN CFB BOILER RISER

Measurement of temperature profiles of gas-solid two-phase flow at different heights in commercial-scale circulating fluidized bed （CFB） boilers was carried out. Experimental results showed that the thickness of thermal boundary layer was generally independent of the distance from the air distributor, except when close to the riser outlet. Through analysis of flow and combustion characteristics in the riser, it was found that the main reasons for the phenomena were： 1 ） the hydrodynamic boundary layer was thinner than the thermal layer and hardly changed along the CFB boiler height, and 2） both radial and axial mass and heat exchanges were strong in the CFB boiler. Numerical simulation of gas flow in the outlet zone confirmed that the distribution of the thermal boundary layer was dominated by the flow field characteristics.     

振荡边界层研究及其应用

综述了振荡边界展的研究现状,包括:层流边界层,转捩和湍流边界层的理论、数值和实验研究的最新进展．在自然界,最典型的例子是波浪、潮汐作用下的水底边界层．同时讨论了水底边界层的特点及其中物质输送的动力学过程,还给出了实际应用的例子．      

大气边界层的一些空气动力学特征

本文在定常和中性温度层结条件下,首先介绍了均匀平坦地面上大气边界层的一些空气动力学特征,并将大气边界层与一般空气动力学边界层作了比较。然后介绍了地面粗糙度分布有阶跃变化以及非平坦地形上的大气边界层特征。文中说明,气流的平均流场结构以及湍流特性与均匀平坦地面的情形相比有显著不同。最后,提出了一些有待今后进一步研究的问题。      

非惯性坐标系中的边界层方程

本文用匹配渐近展开法导出二维翼型在非惯性坐标系中的一阶和二阶边界层方程,消去压强项后,一阶边界层方程与经典边界层方稃相同;惯性力的作用在二阶边界层中才出现。     

对流边界层大涡自组织过程的数值研究

利用简化的边界层日变化干对流模式,结合非线性热力学观点,数值模拟并分析了日间对流边界层中大涡形成、发展及衰亡的动力和热力学特征.结果表明,对流边界层中大涡始终处于不稳定状态,大涡的自组织合并和破碎串级输送过程同时并存,前者与边界层系统的局部减熵相对应,后者与对流边界层的总体增熵效应对应;大涡的演变是对流边界层总体增熵这一稳定因素和局部减熵这一不稳定因素相互竞争的结果.     

水泵叶片表面三维边界层计算

本文用有限差分法计算混流式可逆水力机械水泵工况叶片表面的三维边界层。水泵叶轮中主流区的三维势流由直接边界元法计算。对于叶片面附近的粘性流动。用三维半正交坐标系中的边界层方程表示。为了提高计算精度采用贴体坐标技术生成边界层区域的计算网格。并利用Cebeci等变换函数及Keller差分格式离散方程。用分块解法求解。计算叶轮叶片表面的压力分布与相应试验结果进行了对比。     

迎风通量差分分裂法对边界层特性的数值模拟

迎风通量差分分裂法作为一种高效率的数值方法,已被广泛地用于模拟各种复杂流场,但用这类方法模拟有边界层存在的超音速粘性流场时,必须保证通量差分分裂为守恒的;否则,将在边界层内引入一个可观的虚假人工扩散项和压力梯度项,歪曲了边界层特性。本文就这个问题进行理论和数值的研究。