四面體網(wǎng)格優(yōu)化算法的研究及其應(yīng)用.pdf

1、隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算流體動力學(Computational Fluid Dynamics，CFD)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到工程中。網(wǎng)格生成技術(shù)作為CFD技術(shù)的關(guān)鍵，直接影響數(shù)值計算精度。目前常用的全自動三維有限元非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成方法主要有前沿推進法(Advancing Front Technique，AFT)、Delaunay三角剖分法和四叉樹/八叉樹法等，但這些網(wǎng)格生成方法在網(wǎng)格生成時都會不可避免地產(chǎn)生畸形單元，進而導(dǎo)致數(shù)值計算精度降

2、低甚至無法計算。因此三維四面體網(wǎng)格優(yōu)化成為繼網(wǎng)格自動生成之后又一關(guān)鍵問題。
　　 本文的主要研究內(nèi)容和取得的主要研究成果有：
　　 1.對現(xiàn)有的網(wǎng)格質(zhì)量判斷準則和網(wǎng)格優(yōu)化方法進行歸納總結(jié)并分析了現(xiàn)有方法的優(yōu)缺點。
　　 2.分析了水泵在四面體網(wǎng)格生成時劣質(zhì)單元產(chǎn)生的部位、類型及原因。
　　 3.提出了錯誤函數(shù)的概念并將其作為基于優(yōu)化算法的光順(Optimization-basedSmoothing)的目標

3、函數(shù)，采用變尺度法中的最優(yōu)自調(diào)比尺度求解錯誤函數(shù)最小值來提高泵類四面體網(wǎng)格質(zhì)量。算例對比采用不同目標函數(shù)的基于優(yōu)化算法光順的優(yōu)化結(jié)果，選用最優(yōu)的一種。同時提出了對于不同類型的Sliver單元的消除方法。
　　 4.采用一種改進的交換技術(shù)及智能Laplacian光順分別與本文提出的網(wǎng)格優(yōu)化算法結(jié)合，通過算例比較給出兩種推薦的結(jié)合算法。
　　 5.在提出上述算法的基礎(chǔ)上，用C++語言編制了相應(yīng)的程序，并采用Mingw平臺將網(wǎng)