《基於RM-DT算法的水泵CFD非結構化格線生成研究》是依託江蘇大學，由劉厚林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於RM-DT算法的水泵CFD非結構化格線生成研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉厚林
- 依託單位：江蘇大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
格線質量直接影響水泵CFD數值計算的精度和效率，是水泵CFD數值計算和軟體開發的關鍵問題之一。本項目擬基於RM-DT算法，針對水泵非結構化格線生成算法中曲面格線劃分、三維實體格線劃分和格線最佳化等方面存在的關鍵科學問題展開研究。.研究點控制度量的插值算法、背景格線生成算法、以及狹長曲面上高質量格線的劃分算法；研究三維實體格線劃分中邊界恢復算法及其收斂性問題，探索通過添加斷點方法消除點擾動方式無法消除的邊界處局部退化；建立新的格線單元質量衡量準則，研究能夠同時最佳化內部格線質量和邊界格線質量的目標函式，並確定各函式項之間的耦合關係；為了驗證上述算法，擬採用數值計算、三維PIV測量、壓力脈動測量和外特性實驗等方式對模型泵內的流動進行研究。.本項目旨在建立基於RM-DT的水泵高質量非結構化格線生成算法，發展水泵格線生成理論和方法，促進泵CFD技術的發展和套用。
結題摘要
格線是CFD計算和有限元分析的關鍵之一，其質量直接影響CFD數值計算的精度、收斂性和效率。由於離心泵幾何外形複雜、曲率變化劇烈，廣泛套用的非結構化四面體格線生成算法仍然面臨諸多挑戰，很難生成高質量的四面體格線。因此，如何精確而高效地生成與計算區域相適應的高質量四面體格線是離心泵數值模擬亟待解決的難題之一，這不僅能為離心泵數值計算提供高質量格線，促進格線生成理論和方法的發展，也能為其它類型泵及幾何形狀複雜機械部件高質量格線的生成提供借鑑。 1. 針對三維實體格線Sliver單元消除問題，在歸納分析加密消除Sliver單元算法原理的基礎上，對一種較優的消除算法進行了改進，最佳化了其判斷Sliver單元的方法，並通過保證插入新點後不產生細小Sliver單元的方式，解決了原方法對於插入點位置要求過於苛刻的問題。算例表明，本文算法能夠完全消除離心泵中的Sliver單元。 2. 針對格線最佳化過程中邊界格線質量難以控制的問題，提出了一種基於最佳化算法的光順(Optimization-based smoothing,OPS)。對比分析了不同目標函式和求最優解方法在格線數、疊代次數以及需求精度等因素變化下對OPS最佳化效果的影響，選用一種最優的目標函式，並將其變換為包含有考慮邊界格線質量和內部格線質量的函式項，且為函式項添加了一個權重係數C，從而實現了對內部和邊界處格線單元質量的同時控制。通過實例驗證，該方法不但能夠提高內部格線質量且能夠提高邊界處格線質量，權重係數C取0.7能夠取得較好的最佳化效果且效率較高。 3. 針對OPS算法本身固有的無法提高“全邊界單元”質量的缺陷，首次提出了一種結合OPS和拓撲最佳化的格線質量提高策略，該方法通過判別“全邊界單元”中邊（或面）被相鄰單元共享的形式，而採用不同的拓撲交換方式。
