四面體網(wǎng)格優(yōu)化算法的研究及其應(yīng)用.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(Computational Fluid Dynamics，CFD)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到工程中。網(wǎng)格生成技術(shù)作為CFD技術(shù)的關(guān)鍵，直接影響數(shù)值計(jì)算精度。目前常用的全自動(dòng)三維有限元非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成方法主要有前沿推進(jìn)法(Advancing Front Technique，AFT)、Delaunay三角剖分法和四叉樹(shù)/八叉樹(shù)法等，但這些網(wǎng)格生成方法在網(wǎng)格生成時(shí)都會(huì)不可避免地產(chǎn)生畸形單元，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)值計(jì)算精度降

2、低甚至無(wú)法計(jì)算。因此三維四面體網(wǎng)格優(yōu)化成為繼網(wǎng)格自動(dòng)生成之后又一關(guān)鍵問(wèn)題。
　　 本文的主要研究?jī)?nèi)容和取得的主要研究成果有：
　　 1.對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)格質(zhì)量判斷準(zhǔn)則和網(wǎng)格優(yōu)化方法進(jìn)行歸納總結(jié)并分析了現(xiàn)有方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 2.分析了水泵在四面體網(wǎng)格生成時(shí)劣質(zhì)單元產(chǎn)生的部位、類型及原因。
　　 3.提出了錯(cuò)誤函數(shù)的概念并將其作為基于優(yōu)化算法的光順(Optimization-basedSmoothing)的目標(biāo)

3、函數(shù)，采用變尺度法中的最優(yōu)自調(diào)比尺度求解錯(cuò)誤函數(shù)最小值來(lái)提高泵類四面體網(wǎng)格質(zhì)量。算例對(duì)比采用不同目標(biāo)函數(shù)的基于優(yōu)化算法光順的優(yōu)化結(jié)果，選用最優(yōu)的一種。同時(shí)提出了對(duì)于不同類型的Sliver單元的消除方法。
　　 4.采用一種改進(jìn)的交換技術(shù)及智能Laplacian光順?lè)謩e與本文提出的網(wǎng)格優(yōu)化算法結(jié)合，通過(guò)算例比較給出兩種推薦的結(jié)合算法。
　　 5.在提出上述算法的基礎(chǔ)上，用C++語(yǔ)言編制了相應(yīng)的程序，并采用Mingw平臺(tái)將網(wǎng)