粘性网格论文_肖周芳

导读:本文包含了粘性网格论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:网格,粘性,函数,方程,流体力学,笛卡尔,泰勒。

粘性网格论文文献综述

肖周芳[1](2017)在《面向复杂外形粘性流动数值模拟的混合网格全自动生成方法研究》一文中研究指出由于综合了结构网格和非结构网格的精度和易用性这双重优势,含边界层单元的混合网格一直被认为是粘性流动数值模拟最佳的网格形式。这类网格在物面附近区域生成扁平的半结构叁棱柱单元,不仅能在平行物面方向适应复杂的几何外形,还能在垂直物面方向适应剧烈的物理量变化;而在远离物面区域生成非结构化四面体单元,增强算法的几何适应性和自动性。混合网格生成涉及几何处理、曲面网格生成、边界层网格生成、体网格生成及优化等诸多环节,要构建一套完整且快速的混合网格生成软件需要解决这些环节中的一系列技术难题,这也使得混合网格生成方法研究成为数值模拟研究领域的热门话题。本文针对复杂外形粘性流动数值模拟前处理问题,以构建一套混合网格全自动生成流程为总目标,系统研究了混合网格生成过程中的多个难点问题,并最终取得了叁项研究成果。针对离散曲面模型中存在的相交、重迭和非二边流行边等问题,提出了一类全新的布尔运算算法来处理这些问题。该算法基于改进的保形边界四面体网格生成方法,采用自顶向下的流程得到布尔运算结果。算法在修复曲面问题的过程中始终维持一套完整的四面体背景网格,该背景网格不仅可以作为空间分解结构加速相交元素的查找过程,还可被用于实现flood-filling算法提取布尔结果。此外,着重考虑了算法的鲁棒性问题,并提出了两种提升该算法鲁棒性的策略。针对曲面网格生成过程中单元尺寸场定义自动性及质量差等问题,提出了一类几何自适应单元尺寸场自动生成算法。该算法以非结构网格为背景网格,并在每个背景网格点上存储基于几何特征计算出来的初始单元尺寸值。随后设计了一个非线性凸优化模型对初始单元尺寸场进行光滑化操作,使得单元尺寸梯度受限。文中证明了该优化模型具有全局最优解,并研究实现了该模型的高效解法。近物面区域边界层网格生成是混合网格自动生成过程中的最关键环节,其涉及的一些难点问题至今没有得到完美的解决。本文提出一类基于偏微分方程求解的边界层网格生成算法,该方法通过边界元法求解由拉普拉斯方程控制的物理场从全局角度考虑边界层网格生成中遇到的复杂问题。前沿点的层进法向由该点处的物理量梯度确定,边界层网格的增长在物理解空间中完成,有效的避免了经典前沿层进法中基于局部几何准则计算层进法向遇到的局部相交和全局相交问题。此外,新算法中由物理解得到的前沿点层进法向过渡光滑,使得最终得到质量较高的边界层网格单元。结合上述研究成果,并与课题组已有曲面网格生成程序和四面体网格生成及优化程序进行无缝集成,构建了一套完整的混合网格自动生成流程。针对任意几何外形,用户只需设置少量参数即可调用上述流程自动生成高质量的混合网格。该过程无需借助图形用户界面,极大简化了对用户交互操作的依赖,有效提高数值模拟前处理效率。文中通过多个数值实验验证了本文混合网格全自动生成流程的有效性及正确性。(本文来源于《浙江大学》期刊2017-06-01)

徐添豪[2](2016)在《基于非结构网格的可压缩粘性流动数值方法的GPU实现》一文中研究指出近年来,CPU的性能提升受制于功耗和工艺逐渐放缓了脚步,而图形处理器(GPU)由于其出色的浮点运算性能以及相较于CPU更高的内存带宽在科学计算领域中得到了越来越多的青睐。学者们尝试将GPU应用于CFD领域,并且获得了不错的加速效果。本文实现了GPU平台的、基于非结构网格、采用有限体积方法的RANS方程求解器,其适用于叁维可压缩、定常/非定常流动的数值仿真。采用格点格式进行控制体的离散。实现了Roe和Hllc通量计算格式,通过线性重构结合Venkatakrishnan限制器实现了空间上的二阶精度。时间离散方面讨论了显式Runge-Kutta方法以及隐式LU-SGS方法在GPU上的可行性。本文也将Runge-Kutta方法应用于非定常计算中的时间积分,但是为了加速时间推进,进一步地讨论了时间离散上具备二阶精度的双时间步长方法。采用Spalart-Allmaras一方程湍流模型封闭RANS方程,加入DES选项在分离区引入大涡模拟特性而边界层内仍然采用RANS方程。此外,针对规模较大的网格,实现了基于KD-Tree方法的物面距求解。针对如上算法,通过详细分析GPU软、硬件架构,提出了一套完整的、高效的、采用双精度浮点数的内核函数设计及执行方案。针对非结构网格及格点格式特性,进行了基于硬件利用率、内存访问以及指令执行叁个层次的深度优化,并提出了全新的、适用于本套算法的网格排序方法。通过多个定常/非定常算例验证了本文实现的正确性,实现了Runge-Kutta方法在单GPU上相较于CPU串行程序82~116倍的加速效果以及LU-SGS方法在单GPU上55~100倍的加速效果。结果充分展示了GPU在CFD领域中良好的应用前景。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2016-04-01)

甘洋科,刘剑飞[3](2016)在《粘性混合网格生成及网格变形》一文中研究指出本文提出了一种粘性混合网格生成方案,同时改进了孙树立等[1]提出的基于均值重心坐标插值的动网格方法,发展了结合距离场和均值坐标插值的网格变形方法,提高了变形后边界附近网格单元质量,适用于粘性混合网格变形。(本文来源于《北京力学会第二十二届学术年会会议论文集》期刊2016-01-09)

徐丽,张开军[4](2015)在《基于HLLC Riemann求解器和重迭网格的叁维可压缩粘性流场的计算》一文中研究指出寻找准确捕捉激波和涡尾迹的高分辨率问题一直是计算流体力学领域具有挑战性的问题。本文基于HLLC近似Riemann求解器,发展了一种计算叁维可压缩粘性跨音速流场的计算方法。采用HLLC Riemann求解器离散Reynolds平均Navier-Stoke方程的对流项,为提高精度,使用改进的五阶加权基本无振荡格式进行高阶重构。首先对叁维固定翼绕流进行计算,然后结合静态重迭网格将方法成功推广到悬停旋翼绕流,并实现洞边界和人工外边界处高阶插值的直接进行。数值结果表明所发展方法能有效地捕捉激波,对桨尖涡也具有较高的分辨率。(本文来源于《应用力学学报》期刊2015年06期)

翟传磊,勇珩[5](2015)在《基于子网格边界近似Riemann解的人为粘性方法》一文中研究指出在交错网格型Lagrange(拉格朗日)流体力学算法中,通常采用人为粘性捕捉激波,人为粘性的好坏对于计算结果至关重要.研究了一种基于子网格边界处近似Riemann解的新型人为粘性.新人为粘性能够满足动量守恒和熵不等式.利用子网格边界速度差中引入的限制器,新人为粘性能够区分激波和等熵压缩,并能满足球对称问题中的波面不变性.新人为粘性在典型模型数值模拟及惯性约束聚变黑腔整体数值模拟中取得了较好的结果.(本文来源于《应用数学和力学》期刊2015年10期)

刘剑文,孙泽西,郭雪萌[6](2015)在《粘性信息、泰勒规则与政策权数网格——基于动态随机一般均衡的数值模拟》一文中研究指出笔者构造了一个采用粘性信息定价机制的动态随机一般均衡模型,通过数值模拟实验比较了叁种形式(经典型、前瞻型和后顾型)的泰勒规则,讨论了不同泰勒规则下货币政策稳定宏观经济波动,减少福利损失的表现。笔者首次在粘性信息环境下采用福利损失作为我国货币规则的讨论标准,并且在货币规则的讨论中引入政策权数网格这一概念,明确了泰勒规则的具体形式。研究发现:(1)以名义变量为标准时,没有哪种泰勒规则具有绝对优势;(2)以福利损失为标准时,后顾型泰勒规则最优,并且在信息粘性改变时,该结论不变;(3)最优泰勒规则的最优政策权数网格在通胀权数区间(2.5,4)、产出权数区间(1,5)内。因此,笔者认为在定价者的信息存在粘性的条件下,中央银行应该遵循后顾型的泰勒规则制定货币政策,并有必要同时保证后顾型泰勒规则的通胀权数和产出权数在适当区间内。(本文来源于《中央财经大学学报》期刊2015年04期)

于海志[7](2015)在《粘性流动模拟中基于伴随方程的网格自适应》一文中研究指出本文发展了一种以提高目标函数计算值的准确度为目的,基于伴随方程的网格自适应方法。伴随方程的解表征了目标函数对于粘性流动方程残值的灵敏度。利用伴随解,目标函数的误差可以表示为可计算修正项与剩余误差项两部分之和,可计算修正项即为伴随方程解与粘性流动方程残值的内积。基于剩余误差项构建了对于粘性流动模拟具有良好稳定性的网格自适应探测器。通过减小剩余误差项,提高可计算修正项的精度,从而间接提升目标函数值的准确度。采用插值法获得自适应参数计算中所需要的细网格变量值。采用有限体积法median-dual格点格式求解二维可压层流方程,对流项的离散采用中心格式,在远场边界应用无反射条件,在物面应用无滑移和恒温壁边界条件,时间推进采用显式五步龙格库塔格式。伴随方程的求解采用离散方法,并添加时间导数项,时间推进同样采用五步龙格库塔格式。推导了对于中心格式的对流伴随通量计算方法和人工耗散项的处理方法。采用薄层近似等方法简化粘性伴随通量的计算。强边界条件使得伴随解在域内和物面具有不同的性质,采用了先获得域内伴随解,再对物面网格点进行后处理得到物面伴随解的方法。讨论了计算伴随方程右端目标函数线性导数项的方法。最后选择具有重要工程应用意义的升力系数、阻力系数等作为目标函数,将网格自适应方法和误差修正技术应用于圆柱绕流和NACA0012翼型绕流模拟。数值实验的结果表明本文方法能有效地提高目标函数计算值的准确性。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2015-03-01)

于海志,周春华[8](2015)在《粘性流动模拟中基于伴随方程的网格自适应》一文中研究指出网格自适应方法就是在对计算结果影响大的区域进行加密,而在影响不大的区域进行粗化。自适应技术的核心是构造自适应探测器,传统的探测器基于流动物理量的梯度,如驻点、激波、边界层、尾流等,其基本假设是在大梯度的区域流场误差较大。然而局部细化流动的特征区域并不能保证整体误差的减小,有时甚至会获得错误的计算结果。Pierce与Giles发展了基于伴随方程的目标函数误差修正方法。Venditti与Darmofal将离散伴随方法用于无(本文来源于《江苏航空》期刊2015年01期)

沈志伟,赵宁,胡偶[9](2014)在《可压缩粘性流动笛卡尔网格虚拟单元方法研究》一文中研究指出以二维高雷诺数可压缩粘性流动问题为背景,提出了一种全新的笛卡尔网格虚拟单元方法。基于壁面函数基本假设,构造了壁面函数-虚拟单元方法(WF-GCM),用于定义湍流壁面边界条件。引入参考点的概念计算虚拟单元上的基本变量与湍流变量值,定义了"非贴体"笛卡尔网格下的湍流壁面边界条件,并通过壁面函数模型修正近壁面单元与界面单元。基于自适应笛卡尔网格体系,采用发展的具有二阶精度的格心格式有限体积求解器,数值模拟了跨音速RAE2822翼型绕流问题与超音速圆柱绕流问题,计算结果与实验值吻合良好,显示了WF-GCM对高雷诺数可压缩粘性问题是有效的。(本文来源于《空气动力学学报》期刊2014年06期)

杨坤,陈朗,伍俊英,汪斌[10](2014)在《计算网格与人工粘性系数对炸药水中爆炸数值模拟计算的影响分析》一文中研究指出在炸药水中爆炸的计算中,网格尺寸和人工粘性系数对计算精度有较大影响。确定合理的网格尺寸和人工粘性系数的取值方法,对提高炸药水中爆炸数值模拟计算精度和减小计算量很重要。本文进行了TNT药柱水中爆炸实验,采用基于爆炸相似率的水中爆炸经验公式法,计算了水中冲击波压力峰值和气泡脉动周期,根据实验测量结果验证了经验公式法的计算精度。在此基础上建立了柱形和球形炸药水中爆炸数值计算模型,采用不同网格尺寸和人工粘性系数,对炸药水中爆炸过程进行了数值模拟计算。通过将数值模拟计算与经验公式法计算结果对比,分析了网格尺寸和人工粘性系数,对水中冲击波压力峰值、气泡最大半径和脉动周期的影响。结果显示:冲击波压力峰值与一次项人工粘性系数和网格尺寸存在指数关系,网格密度与一次项人工粘性系数比值大于400时,炸药水中爆炸数值模拟计算可得到较高精度。(本文来源于《兵工学报》期刊2014年S2期)

粘性网格论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

近年来,CPU的性能提升受制于功耗和工艺逐渐放缓了脚步,而图形处理器(GPU)由于其出色的浮点运算性能以及相较于CPU更高的内存带宽在科学计算领域中得到了越来越多的青睐。学者们尝试将GPU应用于CFD领域,并且获得了不错的加速效果。本文实现了GPU平台的、基于非结构网格、采用有限体积方法的RANS方程求解器,其适用于叁维可压缩、定常/非定常流动的数值仿真。采用格点格式进行控制体的离散。实现了Roe和Hllc通量计算格式,通过线性重构结合Venkatakrishnan限制器实现了空间上的二阶精度。时间离散方面讨论了显式Runge-Kutta方法以及隐式LU-SGS方法在GPU上的可行性。本文也将Runge-Kutta方法应用于非定常计算中的时间积分,但是为了加速时间推进,进一步地讨论了时间离散上具备二阶精度的双时间步长方法。采用Spalart-Allmaras一方程湍流模型封闭RANS方程,加入DES选项在分离区引入大涡模拟特性而边界层内仍然采用RANS方程。此外,针对规模较大的网格,实现了基于KD-Tree方法的物面距求解。针对如上算法,通过详细分析GPU软、硬件架构,提出了一套完整的、高效的、采用双精度浮点数的内核函数设计及执行方案。针对非结构网格及格点格式特性,进行了基于硬件利用率、内存访问以及指令执行叁个层次的深度优化,并提出了全新的、适用于本套算法的网格排序方法。通过多个定常/非定常算例验证了本文实现的正确性,实现了Runge-Kutta方法在单GPU上相较于CPU串行程序82~116倍的加速效果以及LU-SGS方法在单GPU上55~100倍的加速效果。结果充分展示了GPU在CFD领域中良好的应用前景。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

粘性网格论文参考文献

[1].肖周芳.面向复杂外形粘性流动数值模拟的混合网格全自动生成方法研究[D].浙江大学.2017

[2].徐添豪.基于非结构网格的可压缩粘性流动数值方法的GPU实现[D].南京航空航天大学.2016

[3].甘洋科,刘剑飞.粘性混合网格生成及网格变形[C].北京力学会第二十二届学术年会会议论文集.2016

[4].徐丽,张开军.基于HLLCRiemann求解器和重迭网格的叁维可压缩粘性流场的计算[J].应用力学学报.2015

[5].翟传磊,勇珩.基于子网格边界近似Riemann解的人为粘性方法[J].应用数学和力学.2015

[6].刘剑文,孙泽西,郭雪萌.粘性信息、泰勒规则与政策权数网格——基于动态随机一般均衡的数值模拟[J].中央财经大学学报.2015

[7].于海志.粘性流动模拟中基于伴随方程的网格自适应[D].南京航空航天大学.2015

[8].于海志,周春华.粘性流动模拟中基于伴随方程的网格自适应[J].江苏航空.2015

[9].沈志伟,赵宁,胡偶.可压缩粘性流动笛卡尔网格虚拟单元方法研究[J].空气动力学学报.2014

[10].杨坤,陈朗,伍俊英,汪斌.计算网格与人工粘性系数对炸药水中爆炸数值模拟计算的影响分析[J].兵工学报.2014

论文知识图

带斜楔前体的矩形转圆形内收缩进气道...四阶精度计算的z=0平面马赫数等值线...左边:四阶精度计算的超音速流动马赫...粘性激波管密度等值线压力系数对比图原始网格

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