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基于无网格方法的可压缩多介质流场数值模拟

成果编号:33102
价格:面议
完成单位:南京工程学院
单位类别:其他高校
完成时间:2016年
成熟程度:研制阶段
服务产业领域: 能源环保
发布人:赵振东 离线
在非结构网格方法打破网格结构化思维的基础上,无网格方法进一 步抛弃了网格化的思维,在数值计算中只需要节点信息而无需将节点连 成网格单元。本课题组发展了一套适用于求解可压缩多介质流动的无网 格方法。将介质界面作为内部可变形运动边界处理,采用动态无网格节 点进行追踪。详细研究了介质界面上无网格节点的双重流动状态定义方 法,并使用虚拟流体方法构造界面两侧的虚拟介质,将多介质问题转化 为较为简单的单介质问题。对于微变形和大变形边界附近的动态点云分 别采用弹簧近似方法和改进的局部重构方法处理,给出了局部点云重构 的待删节点判定准则、重构空腔确定方法以及流场信息传递方法;对于 界面上节点的滑移运动,根据节点间距离的大小实时添加新的界面节点 或删除旧的界面节点。控制方程采用可压缩 ALE 形式的 Euler 方程组。 通过四个不同初始条件的一维多介质流动算例的计算,表明所提无网格 方法能够有效地求解多介质流动问题。可以计算机翼飞过海面、激波诱 导氦气泡变形、水下激波诱导空气圆柱变形以及水下爆炸等问题。
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成果介绍

科技计划: 国家级:
成果形式:新材料、新装备
合作方式:技术转让、技术开发
参与活动: 2022年高校院所走进镇江产学研合作对接活动
专利情况: 未申请专利
成果简介
成果概况
在非结构网格方法打破网格结构化思维的基础上,无网格方法进一 步抛弃了网格化的思维,在数值计算中只需要节点信息而无需将节点连 成网格单元。本课题组发展了一套适用于求解可压缩多介质流动的无网 格方法。将介质界面作为内部可变形运动边界处理,采用动态无网格节 点进行追踪。详细研究了介质界面上无网格节点的双重流动状态定义方 法,并使用虚拟流体方法构造界面两侧的虚拟介质,将多介质问题转化 为较为简单的单介质问题。对于微变形和大变形边界附近的动态点云分 别采用弹簧近似方法和改进的局部重构方法处理,给出了局部点云重构 的待删节点判定准则、重构空腔确定方法以及流场信息传递方法;对于 界面上节点的滑移运动,根据节点间距离的大小实时添加新的界面节点 或删除旧的界面节点。控制方程采用可压缩 ALE 形式的 Euler 方程组。 通过四个不同初始条件的一维多介质流动算例的计算,表明所提无网格 方法能够有效地求解多介质流动问题。可以计算机翼飞过海面、激波诱 导氦气泡变形、水下激波诱导空气圆柱变形以及水下爆炸等问题。
创新要点
在非结构网格方法打破网格结构化思维的基础上,无网格方法进一 步抛弃了网格化的思维,在数值计算中只需要节点信息而无需将节点连 成网格单元。本课题组发展了一套适用于求解可压缩多介质流动的无网 格方法。将介质界面作为内部可变形运动边界处理,采用动态无网格节 点进行追踪。详细研究了介质界面上无网格节点的双重流动状态定义方 法,并使用虚拟流体方法构造界面两侧的虚拟介质,将多介质问题转化 为较为简单的单介质问题。对于微变形和大变形边界附近的动态点云分 别采用弹簧近似方法和改进的局部重构方法处理,给出了局部点云重构 的待删节点判定准则、重构空腔确定方法以及流场信息传递方法;对于 界面上节点的滑移运动,根据节点间距离的大小实时添加新的界面节点 或删除旧的界面节点。控制方程采用可压缩 ALE 形式的 Euler 方程组。 通过四个不同初始条件的一维多介质流动算例的计算,表明所提无网格 方法能够有效地求解多介质流动问题。可以计算机翼飞过海面、激波诱 导氦气泡变形、水下激波诱导空气圆柱变形以及水下爆炸等问题。
主要技术指标
在非结构网格方法打破网格结构化思维的基础上,无网格方法进一 步抛弃了网格化的思维,在数值计算中只需要节点信息而无需将节点连 成网格单元。本课题组发展了一套适用于求解可压缩多介质流动的无网 格方法。将介质界面作为内部可变形运动边界处理,采用动态无网格节 点进行追踪。详细研究了介质界面上无网格节点的双重流动状态定义方 法,并使用虚拟流体方法构造界面两侧的虚拟介质,将多介质问题转化 为较为简单的单介质问题。对于微变形和大变形边界附近的动态点云分 别采用弹簧近似方法和改进的局部重构方法处理,给出了局部点云重构 的待删节点判定准则、重构空腔确定方法以及流场信息传递方法;对于 界面上节点的滑移运动,根据节点间距离的大小实时添加新的界面节点 或删除旧的界面节点。控制方程采用可压缩 ALE 形式的 Euler 方程组。 通过四个不同初始条件的一维多介质流动算例的计算,表明所提无网格 方法能够有效地求解多介质流动问题。可以计算机翼飞过海面、激波诱 导氦气泡变形、水下激波诱导空气圆柱变形以及水下爆炸等问题。
其他说明
在非结构网格方法打破网格结构化思维的基础上,无网格方法进一 步抛弃了网格化的思维,在数值计算中只需要节点信息而无需将节点连 成网格单元。本课题组发展了一套适用于求解可压缩多介质流动的无网 格方法。将介质界面作为内部可变形运动边界处理,采用动态无网格节 点进行追踪。详细研究了介质界面上无网格节点的双重流动状态定义方 法,并使用虚拟流体方法构造界面两侧的虚拟介质,将多介质问题转化 为较为简单的单介质问题。对于微变形和大变形边界附近的动态点云分 别采用弹簧近似方法和改进的局部重构方法处理,给出了局部点云重构 的待删节点判定准则、重构空腔确定方法以及流场信息传递方法;对于 界面上节点的滑移运动,根据节点间距离的大小实时添加新的界面节点 或删除旧的界面节点。控制方程采用可压缩 ALE 形式的 Euler 方程组。 通过四个不同初始条件的一维多介质流动算例的计算,表明所提无网格 方法能够有效地求解多介质流动问题。可以计算机翼飞过海面、激波诱 导氦气泡变形、水下激波诱导空气圆柱变形以及水下爆炸等问题。
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