基于多邊形網(wǎng)格的流動與傳熱數(shù)值模擬程序開發(fā).pdf

1、隨著計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展，對不規(guī)則區(qū)域內(nèi)流動換熱問題的研究越來越普遍，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格已經(jīng)不能適應(yīng)這一發(fā)展趨勢，非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格由此得到了廣泛應(yīng)用。但目前廣泛使用的三角形網(wǎng)格單元在計(jì)算時經(jīng)濟(jì)性并不好，為解決這一問題，本文以基本的三角形網(wǎng)格單元為基礎(chǔ)，構(gòu)造了與其對應(yīng)的多邊形網(wǎng)格單元。三角形網(wǎng)格單元向多邊形網(wǎng)格單元的轉(zhuǎn)化可通過連接三角形單元的形心或者外心來實(shí)現(xiàn)。這樣既避開了非最簡形體網(wǎng)格單元生成的困難，又保留了非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的靈活性。首先根據(jù)這兩種

2、不同的轉(zhuǎn)化方法研究了三角形網(wǎng)格向多邊形網(wǎng)格的轉(zhuǎn)化，而后基于邊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)離散控制方程，依據(jù)完全壓力修正算法進(jìn)行編程計(jì)算，使用了方腔自然對流、頂蓋驅(qū)等經(jīng)典算例對程序進(jìn)行校核驗(yàn)證。通過對不同網(wǎng)格系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)：多邊形網(wǎng)格系統(tǒng)要比對應(yīng)的三角形網(wǎng)格系統(tǒng)收斂更快，所需計(jì)算時間更少，而計(jì)算精度并沒有明顯變化；外心法轉(zhuǎn)化的多邊形網(wǎng)格計(jì)算精度要比形心法轉(zhuǎn)化的多邊形網(wǎng)格計(jì)算精度高，但由于外心法可能造成節(jié)點(diǎn)位于當(dāng)前單元外部的情況，其通用性不如形心