非結構混合網格魯棒自適應技術

摘要：數值格式、湍流模型和計算網格是影響CFD數值模擬精度的3個主要因素。結合流場信息的網格自適應技術具備動態優化計算網格的能力,被NASA列為未來CFD發展的一項關鍵技術。本文針對非結構混合網格,發展了網格單元分布優化、表面網格幾何投影和空間網格協調匹配3項關鍵技術,建立了高魯棒性幾何保真的網格自適應系統。首先,為了提高自適應方法的魯棒性和通用性,發展了基于標準面網格的多面體網格單元分布優化方法。其次,發展了僅依賴表面網格信息的局部曲面重構技術,采用參數點映射方法實現了新增表面網格點的幾何投影,消除了自適應系統對幾何CAD系統的依賴。再次,采用改進的距離函數方法實現了空間網格與投影后表面網格的快速匹配。最后,結合基于流場特征的自適應探測器,采用二階格式的有限體積方法,開展了30P30N三段翼繞流和三角翼大迎角繞流的網格自適應數值模擬。結果表明,通過網格自適應對網格單元的分布進行優化后,流場求解的收斂性和模擬精度都得到了顯著提高。