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铸造充型过程数值模拟适体坐标网格生成技术的研究

专 业: 材料加工工程
关键词: 充型过程 数值模拟 网格生成 适体坐标
分类号: TG211
形 态: 共 72 页 约 47,160 个字 约 2.256 M内容
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内容摘要


铸造行业对国民经济的发展起着重要的作用。

利Hj数值模拟,人们可以优化铸造:

艺,提高铸件质量。

本论文针对铸造充型过程数值模拟的重要组成部分——网格生成技术开展研究,完成的主要工作如下:

本文首先研究了直角坐标系下网格的生成技术。

在综合了现有的直角坐标网格生成方法的优点基础上,发展了能够对STL实体进行直角网格生成的切片线扫描算法。

该算法采用简单实川的方法处理奇异点,在不降低效率的前提’卜避免了网格生成的错误,保证了生成网格的精度。

在直角坐标网格生成的研究基础上,开展了适体坐标系Body-Fitted COOrdinates,BFC下的网格生成技术的研究。

BFC是以提高复杂曲面薄壁铸什充型过程的数值模拟精度和计算效率为目的的一种新技术。

本文采用椭圆型微分方程法对二维利二维区域进行了BFC网格生成,该方法生成的网格稳定,适用丁任意区域。

推导了物理平面与计算平面之间的坐标转换方程,使川中心差分法对转换方程进行离散。

采用Thomas-Middlecoeff方法对BFC网格的分布进行控制。

结果表明,该方法能够较好地控制物理区域边界附近网格的止交性。

应用曲面的高斯方程,结合椭圆型微分方程法,推导了二维曲面与计算平面之间的转换方程,实现在二维系统下对二维曲面进行BFC网格生成。

采用区域分解法对一些复杂区域进行了网格生成。

讨论了不同边界条什和控制函数对网格生成结果的影响。

在网格生成算法的研究基础上,开发了直角坐标网格生成科序和BFc网格生成程序。

本文开发的三维有限差分直角网格的生成程序能够快速地对各种形状的STL实体进行直角网格生成。

BFC网格的生成程序能够对人多数复杂区域进行BFC网格生成,生成的网格能够很好地适应物理区域的曲率变化,物理区域内部的网格分布也比较合理..……

全文目录


摘要
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 铸造充型过程数值模拟国内外研究现状
1.3 铸造充型过程数值模拟的数值方法
1.3.1 有限差分法
1.3.2 有限元法
1.3.3 其它方法
1.4 网格生成技术的概述
1.5 网格生成技术在铸造充型过程数值模拟中的应用
1.6 本课题的研究内容以及研究意义
1.6.1 本课题的研究内容
1.6.2 本课题的研究意义
第二章 直角坐标系下的切片线扫描法网格生成技术
2.1 直角网格的生成方法概述
2.2 基于 STL 的切片线扫描法网格生成技术
2.2.1 STL 格式造型文件简介
2.2.2 切片线扫描法的网格生成原理
2.2.3 切片线扫描法中关于奇异点的处理
2.3 算法的编程实现
2.4 直角网格生成程序的使用
2.5 本章小结
第三章 适体坐标系下的网格生成技术
3.1 适体坐标BFC的基本概念
3.2 二维区域适体网格生成
3.2.1 椭圆型系统生成适体坐标网格的原理
3.2.2 适体坐标网格的分布控制
3.3 三维区域的适体网格生成
3.4 三维曲面的适体网格生成
3.5 复杂区域的分区网格生成
3.6 程序设计
3.7 本章小结
第四章 网格生成的结果与分析
4.1 直角网格的生成
4.2 适体坐标网格的生成
4.2.1 适体坐标网格生成的边界条件、分布控制和分区策略
1. 边界条件对网格生成结果的影响
1. 边界网格点分布的影响
2. 边界条件与计算区域边界的映射关系对网格生成结果的影响
2. 适体坐标网格的分布控制
1. 网格疏密以及正交性的控制
2. 边界条件与控制函数共同调节的影响
3. 分区策略
4.2.2 适体坐标网格生成实例
1. 二维区域的适体坐标网格生成
2. 三维曲面的适体坐标网格生成
3. 三维区域适体坐标网格的生成
4.3 本章小结
第五章 结论
参考文献

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中图分类: > TG211 > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 铸造 > 铸造理论 > 液态金属充型

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