《基於OPEE-OR算法的水泵自適應格線生成研究》是依託江蘇大學，由董亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於OPEE-OR算法的水泵自適應格線生成研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：董亮
- 依託單位：江蘇大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
自適應格線技術根據流場誤差自動調整格線局部尺度，能夠準確高效地反映局部流場特性，是提高水泵CFD計算精度和效率的有效途徑。本項目擬基於OPEE-OR算法，針對水泵自適應格線生成算法中後驗誤差評估、自適應加密和格線最佳化等方面存在的關鍵科學問題展開研究。 通過研究表征水泵內部流動特徵的各伴隨變數對於誤差評估效果的影響，建立多伴隨變數後驗誤差評估模型，採用雙向變化閾值方式解決單元標記時出現的病態問題；研究自適應加密過程中避免生成懸點的方法，構建複雜幾何特徵間格線均勻過渡的算法；建立考慮單元形狀和流場誤差的目標函式，發展動態全局最優的求解算法；綜合採用數值計算、PIV測量和外特性實驗等方式，探討所提算法在離心泵不穩定流動數值計算中的套用。 本項目旨在建立基於OPEE-OR的水泵高質量自適應格線生成算法，拓展自適應格線的適用性，促進泵CFD技術的發展和套用。
結題摘要
CFD廣泛套用於泵內流計算和性能預測，以最佳化泵的設計、提高泵的效率和可靠性。由於泵內部流動是涉及邊界層、流動分離和分層效應等具有不同特徵尺度的局部流場及其相互干擾的複雜流動，對其進行數值計算時，所用格線必須計及這些尺度所體現的物理特性。自適應格線技術的特點正在於，依據疊代計算過程中流場參數的變化自動調整格線局部尺度，以求更加細緻、準確地反映局部流場特性，並能夠在計算機資源的合理消耗和求解精度之間達到平衡。本項目在理論分析、數值計算以及試驗的基礎上，對泵自適應格線現有的衡量準則、動態誤差評估方法、自適應加密算法等方面進行了研究。 建立一種的格線質量評估準則。選取9種常用衡量準則進行比較，結果表明新準則在對劣質單元、單元形狀變化的評判以及判別格線質量所耗費時間方面都顯示出了較好的優勢。在此基礎上，結合彎管數值計算和PIV試驗，探討了構建格線質量與誤差之間關係的方法。提出了一種離心泵的自適應格線動態加權誤差評估方法，在歸一化處理後每次遞減誤差閾值，從而加快了自適應格線的加密過程，可以實現對各種類型格線的進行誤差評估，且評估效率高。提出並實現了一種複合的自適應格線尺寸控制策略，採用特徵掃描算法，將曲線和曲面的曲率信息以度量矩陣的形式存儲到八叉樹背景格線中，並將此矩陣與曲面自身的黎曼度量相接合，使得複雜幾何特徵間格線能夠均勻過渡，並能夠滿足幾何自適應和消除映射畸變的要求，進而實現格線了自適應加密。通過PIV和外特性試驗對比可知，自適應格線計算外特性和內流場更加接近實驗值，且時間最短。
