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流场模拟和流固耦合问题的网格新方法

专 业: 结构工程
关键词: 流场模拟 流固耦合 计算流体动力学 计算效率 数值模拟 映射函数 网格模型
分类号: O35
形 态: 共 88 页 约 57,640 个字 约 2.757 M内容
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内容摘要


流场模拟是利用计算流体动力学研究流体运动性质的必要前提。

流固耦合力学是流体力学与固体力学交叉形成的一门力学分支,作为研究流体固体两种介质相互作用的一种重要手段,正受到越来越多的关注。

网格技术是研究流场和流固耦合问题的关键,网格的质量、适应性与计算效率是决定数值模拟成功与否的重要因素。

本文主要针对流场和流固耦合模拟中存在的网格技术关键问题进行研究。

本文详细阐述现有的网格生成和更新方法,基于映射函数理论生成二维\三维流场结构化网格。

针对应用中对场函数变密度的要求,提出可控制网格疏密度的插值公式,以此对物体周围流场进行网格剖分,验证其有效性。

针对圆形域(柱形域)流场网格生成质量欠佳的缺陷,提出在目标域中建立内置块的策略,统计分析网格的最小内角分布且与原方法进行对比分析。

运用自编程序,对大跨空间结构周围流场进行网格剖分。

以此验证本方法对于复杂外形结构的良好适应性及计算有效性;并通过不同的网格模型对比发现,在结构附近区域加密的变密度网格模型,可在保证模拟精度较高的同时,明显提高网格生成及迭代计算的效率。

针对流体域的网格移动,提出基于映射结构化网格的插值更新新方法。

采用映射插值函数,计算流体网格节点位移并与初始网格坐标值叠加,获取流体新的节点坐标。

对二维正方形、梭形及三维立方体流场的网格更新的计算表明,本方法可保持原网格的拓扑关系,更新速度快,更新质量好。

使用约束反力分配法和投影插值法实现流体域到固体域和固体域到流体域的信息传递,运用自编程序对典型形体结构流固耦合界面开展信息传递模拟。

经对比传递前后结构与流体的相互作用显示,数值传递效果理想..……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
第二章 网格技术的理论与方法
第三章 改进的映射网格技术及其应用
第四章 流固耦合问题的网格更新与数值传递新方法
第五章 结论与展望
附录

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中图分类: > O35 > 数理科学和化学 > 力学 > 流体力学

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