一、三维非结构网格的生成及优化(论文文献综述)
杨茂[1](2021)在《飞行器表面网格自动生成在线系统的研究与实现》文中研究说明网格划分作为计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的前置步骤,占据了整个CFD数值模拟周期的60%以上。同时表面网格作为各类实体建模的输入条件和边界条件,其质量对于后续的数值模拟结果和数值模拟精度有着重要影响。因此,如何在短时间内生成符合数值计算要求的网格是当前CFD从业人员密切关注的话题。本文以STL模型的曲面网格生成为主要目标,对表面网格生成技术展开了一系列研究。首先研究二维平面的凸包算法。针对传统Graham扫描算法在应对海量数据时生成凸包速度缓慢的情况,本文在双极限点筛选的思路上提出一种“Left-Test”筛选方法。该方法能够在数据预处理的基础上对数据进行进一步的筛选,使得最终参与凸包生成的数据量大大减少。经实验证明本文方法相对双极限点方法能够筛选掉更多的数据。其次对表面(二维平面、三维曲面)网格生成基础算法进行研究。(1)确定了以Delaunay三角化为目标的二维平面非结构化网格生成算法,对二维网格生成过程中的边界条件离散、背景网格生成、插入点的位置选择、插入点所在单元的快速定位等技术细节进行了详细的讨论。(2)以映射法的的思路实现曲面网格生成,在参数平面使用Delaunay三角划分实现参数平面三角化。对曲面和参数平面的相互映射方法进行说明,同时使用二维网格生成中插入点快速定位的思路解决网格顶点由参数平面向曲面反映射时的快速定位问题。对STL模型表征的离散曲面进行离散。通过原始STL模型的数据信息重建表面三角片面的拓扑关系。以此计算边的二面角,通过三角片面顶点的一阶邻域使用最小二乘求解平均曲率。使用二面角和平均曲率进行特征边界条件提取,按照特征边界将曲面进行离散。最后基于上述算法的具体实现,同时依托浏览器/服务器的软件架构实现了一个简易的在线飞行器表面网格生成系统。该系统通过STL初始条件的输入和用户设置的网格单元控制尺寸便可完成曲面网格生成。
廖佳文[2](2021)在《动网格松弛法和弹性体法改进》文中研究说明网格变形方法以其易用性以及高适应性在工程实际问题中得到了普遍的应用。网格变形领域中目前还没有一种兼具优秀的网格变形能力和计算效率且鲁棒性强的网格变形方法,改进已有的网格变形方法或基于全新思想提出新的网格变形方法是非常有价值的研究方向。网格变形方法里面,初始生成的网格显着影响了后续的网格变形过程。网格生成领域仍缺少全自动六面体网格生成方法,本文尝试用颗粒填充算法自动生成四边形、六面体网格。基于球松弛算法的动网格松弛法在复杂边界大变形条件下相比传统的弹簧法等方法可以得到质量更高的边界网格以及更大的极限变形量,但该方法在时间效率上还有提升的空间。本文引入二重网格,即在原有计算网格外引入一套更为稀疏的网格,采用动网格松弛法进行稀疏网格的网格变形。再利用二重网格映射,将稀疏网格位移映射到计算网格的节点上,以此来代替动网格松弛法中的预位移步骤。二重网格策略能够有效地减少球松弛算法的迭代次数。算例表明,改进后的动网格松弛法在极限变形量和变形后网格质量基本保持不变的情况下,能够有效地提高网格变形的计算效率。本文还研究了二重网格的粗细网格节点数之比(粗网格为稀疏网格,细网格为原计算网格)对算法效率、变形能力和网格质量的影响,算例表明最佳计算效率出现在粗细网格节点数之比为0.5左右。本文分析比较了动网格弹簧法、动网格径向基函数插值法和动网格弹性体法三种典型的网格变形方法。算例表明动网格弹性体法网格变形能力最强,其极限变形量可以达到径向基函数插值法的12倍。但动网格弹性体法相同条件下计算时间过长,具有很大的提升空间。本文基于贪心法选点策略,减少边界节点并重新划分生成一套更为稀疏的粗网格,通过二重网格映射利用粗网格的网格变形位移计算原有网格的变形。算例结果显示该改进能有效提高动网格弹性体法的变形效率,且网格质量下降幅度在可接受范围内。本文进一步研究了贪心法选点数量对于网格变形能力和变形时间的影响。研究表明贪心法选点数相比于原边界节点数比值为0.5时改进方法性能最好。本文将填充算法引入到网格生成领域,将网格生成问题转化为填充率达到100%的填充系统生成问题。研究了填充算法在网格生成中的应用。本文介绍了常用的几种填充算法。进一步提出了基于节点吸引力和弹簧力的颗粒变形方法,保证复杂边界条件下颗粒填充率达到100%,算例结果显示该方法能有效应用于混合网格生成。
王硕[3](2021)在《基于飞行器CFD计算的非结构附面层网格生成技术研究》文中指出随着计算机科学技术水平的大幅度提升,计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)以一种革命式的姿势应用于众多实际工程中。网格生成作为CFD计算的前处理阶段,且在整个数值模拟过程中占据大部分时间。附面层网格生成是整个网格生成中重要的一部分,能够更精确捕捉贴近物面的流动物理特征。在贴近物面的附面层内,针对复杂几何模型生成网格的技术是实际工程中的难题,至今没有得到比较完善的解决。考虑计算精度和网格的适应性问题,通常采用混合网格形式来生成粘性流动中的附面层网格。这种网格在贴近物面采用扁平的半结构网格单元,其适应性更好。有必要开展粘性流动计算中的附面层网格生成方法研究,以提高网格生成效率、网格计算精度、提高几何外形的适应性和更高的自动化,来满足CFD技术在实际工程中的应用。本文在以下面两个方面,对非结构附面层网格生成方法展开研究:(1)研究了径向基函数插值方法、网格框架生成方法和附面层网格生成方法,并加以修改提出一种非结构附面层网格生成技术,主要内容包括:网格框架线提取技术、附面层顶层网格面的生成和非结构网格点的法向算法;(2)基于本文算法理论研究和NNW-Grid Star网格生成软件平台,开发了非结构附面层网格生成模块。使用典型飞行器模型,通过NNW-Grid Star生成非结构表面网格。在分别使用本文方法和网格生成软件pointwise生成该模型的非结构附面层网格,最后对两份网格生成空间外场网格,并进行数值计算。统计分析网格数据和CFD数值计算数据,定量和定性地验证了算法的可靠性和优越性
王年华,鲁鹏,常兴华,张来平[4](2021)在《基于机器学习的非结构网格阵面推进生成技术初探》文中提出网格生成和自适应是制约计算流体力学未来发展的瓶颈问题之一,网格生成自动化和智能化仍是一个需要持续研究的领域.随着高性能计算算力的提升和大数据时代的到来,以机器学习为代表的人工智能方法已经成功应用于包括流体力学在内的多个领域,革命性地推动了这些领域的发展.本文首先简要综述机器学习方法在非结构网格生成领域的研究进展,分析基于机器学习进行非结构网格生成的关键问题;其次,设计非结构网格样本数据格式并实现了样本数据集的自动提取,通过结合人工神经网络和阵面推进法,初步发展了一种基于人工神经网络的二维非结构网格阵面推进生成方法;最后,采用新发展的方法生成了几个典型二维各向同性非结构三角形网格(二维圆柱、二维NACA0012翼型和30p30n三段翼型),进一步采用合并法生成了相应的三角形/四边形混合网格,并测试了网格质量和生成耗时,结果显示本文方法生成的网格质量可以达到商业软件的水平,且生成效率较传统阵面推进法提高30%.
张继跃[5](2020)在《涡旋压缩机压力腔内流场分析》文中认为涡旋压缩机结构简洁、运行稳定、压缩性能高,在各种类型的压缩机中占据重要的地位,具有良好的市场前景以及研究价值。目前涡旋压缩机能够应用在空调、汽车、医疗以及真空技术等领域,但在排气量和使用寿命方面还存在一些问题。因此为了解决涡旋压缩机存在的问题,必须要进一步了解涡旋压缩机原理,得到涡旋压缩机工作过程中内部流场的变化,进而优化涡旋压缩机的设计。本文首先对涡旋压缩机的主要结构和工作原理进行了介绍,以涡旋压缩机涡旋盘上的型线为基础进行研究,建立了涡旋压缩机的数学模型和热力学模型。对涡旋压缩机数值计算方法进行分析后,确定了对简化的涡旋压缩机模型主体使用非结构化三棱柱网格对计算域进行网格划分,在模拟过程中采用非定常流动,内部流体选择理想气体,使用标准k-?湍流模型,利用弹簧近似光滑模型和局部重划模型相结合的动网格技术与交界面技术完成了涡旋压缩机的网格在边界发生运动后的重新划分,使计算能够进行下去完成仿真模拟,得到了各角度时涡旋压缩机压力腔内的压力场、温度场和速度矢量场的信息。涡旋压缩机压力腔内部流场的模拟结果可以为以后进一步研究导热、径向泄漏等指引方向,为继续深入探索涡旋压缩机原理和优化设计做好铺垫,能够在提高涡旋压缩机使用寿命或增大排气量方面提供理论依据,同时动网格技术在本文中的应用扩展了计算流体力学的领域,探索出了动网格技术新的工程应用范围。
王希理[6](2020)在《低压涡轮动叶参数化及网格生成技术研究》文中研究说明低压涡轮动叶在航空发动机中起着能量转化的关键作用,所处环境较为恶劣且叶片结构类型复杂多变,在进行三维建模和网格生成时,面临着耗时长、操作繁琐的问题。本着提高低压涡轮动叶设计效率的目的,本论文运用自主编程对叶片参数化及网格生成技术进行了研究。通过叶片结构参数修改可以更新涡轮叶片模型,并对计算域进行分区生成结构化网格,减少了叶片造型和网格生成的时间。最后,通过叶片的振动分析验证了程序生成网格的有效性。本文在参数化建模模块,提出有理B样条参数化的方法,将低压涡轮动叶分为蛇形腔、劈缝、扰流柱以及叶身等部分,基于数据点参数化、曲线参数化、曲面参数化来逐一实现涡轮叶片各个部分的三维结构建模,并且对数据存储格式进行了研究,使模型输出的数据格式为IGES;在网格生成模块,实现了一种将代数方法无限插值法、三次样条插值法及带有源项的偏微分方程法相结合的网格生成优化算法,同时,以雅克比比率为检测标准设计了一套网格质量评估算法,研究了网格存储格式,实施方案以简单翼型为例实现二维单块、多块及三维单块、多块网格生成算法,然后应用于涡轮叶片型面的三维网格生成上。最后再用*.cfx5文件格式输出网格;在网格验证分析模块,将生成的涡轮动叶网格导入Ansys Workbench Modal进行振动分析,内容分为两大块,第一块是叶片自由模态分析,第二块是叶片动态模态分析。通过数值模拟分析的正常运行说明生成的网格质量是合格且有效的,具有可实用性。
沈毅[7](2020)在《守恒型尖锐界面方法及激波诱导的含泡液滴演化动力学》文中研究说明可压缩多相流现象不仅涉及到大量自然界现象和工程应用,还是流体力学的关键基础科学问题。本文发展了一种适用于模拟可压缩两相流的守恒型尖锐界面数值方法;基于该方法,对平面激波冲击壁面附近含泡液滴和壁面附着含泡液滴两个典型的可压缩两相流问题进行了研究。主要工作内容及研究结论如下:(1)结合切割网格方法和arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE)框架下的有限体积法,提出了适用于模拟二维和三维可压缩多相流的守恒型尖锐界面数值方法。基于笛卡尔网格,首先使用切割网格重构-组装技术在界面附近生成网格边界与界面时时重合的非结构界面网格,而在远离界面的地方保持结构笛卡尔网格;然后在结构-非结构混合网格上,将表征流体运动的守恒型欧拉方程在ALE框架下离散成有限体积方程并进行数值求解。利用切割网格中流体位置的对称性和旋转对称性,显着降低了界面网格生成的复杂性;同时与之前的二维方法(Lin e6 al.,2017)相比,新的网格组装技术有效避免了体积过大的界面网格出现,从而保证了界面附近流动求解的精度。通过模拟几个典型的可压缩两相流动问题验证了本方法的精确性和鲁棒性。(2)数值模拟研究了平面激波冲击壁面附近含泡液滴问题,研究了气泡与液滴同心、左偏心和右偏心三种构型。本文将波系和界面演化的动力学过程分为前、中、后三个时期分别进行了讨论。演化前期,液滴尚未发生明显变形,液滴内锯齿波系及其诱导波系的产生和传播是这一阶段的主要流动特征。我们发现,锯齿波系由液滴内交替的周期性压缩波和膨胀波组成,并在气泡内诱导产生同周期、涟漪状的压缩波系。演化中期,在气流高压和气泡内低压的持续压差作用下,上游和下游液层相向加速运动、液滴迅速挤压变形。由于液层运动加速度和液层厚度成反比,因此左偏心、同心和右偏心三种构型下上游液层运动依次变快、变形依次变大,而下游液层反之。演化后期,上游和下游液层相向撞击,产生水锤激波和反弹射流,撞击时液层厚度和速度的差异导致了反弹射流方向的多样性。(3)数值模拟研究了平面激波冲击壁面附着含泡液滴问题,考虑了纯液滴、同心含泡液滴和偏心含泡液滴三种构型。在纯液滴构型中,主要研究了液滴内压力波传播和液滴能量随时间的变化规律以及液滴界面演化的动力学过程。我们发现液滴内压力波在液滴界面和壁面之间反复地撞击反射,并交替地产生压缩波和膨胀波,它们在液滴内周期性地来回传播并诱导了液滴内能的周期性波动。液滴迎风面驻点和壁面驻点附近的流体由于受到持续高压气流的挤压作用,逐渐向液滴中心凹陷运动;与此同时,液滴45度角处的流体被挤成尖角,随后逐渐演化成细长的液丝。在同心构型中,通过改变气泡初始半径进行对比研究,深入探讨了液滴内塌陷压力波传播、气流中脉冲压缩波传播、气泡振动和液滴能量波动,并揭示了它们之间的关系。我们发现气泡首次塌陷到最小时的液滴动能和气泡初始体积成正相关的线性关系,液滴动能越大导致气泡塌陷越剧烈。气泡塌陷产生的极高压力在液滴内诱导产生高强度的塌陷压力波,其在液滴内周期性传播的规律和纯液滴构型类似,不仅如此,塌陷压力波还在液滴内外界面分别诱导气泡次频振动和气流中同频率脉冲压缩波。在偏心构型下,保持气泡体积不变、改变偏心距离进行对比研究,我们发现气泡越靠近壁面的情况下气泡首次塌陷到最小时的液滴动能越大,因而诱导气泡塌陷越剧烈、壁面最大压强越高;我们还发现当气泡远离壁面、上游液层较薄时,液滴上游会产生逆向射流。
贾卓[8](2020)在《深部矿产资源地球物理响应与多参数指标体系研究》文中研究指明随着我国对矿产需求量的逐年增高,浅部和易识别的矿床难以满足我国发展的需要,现如今深部矿床的研究与勘探越来越引起地质勘察行业人员的重视。然而,我国对深部矿产资源的研究仍然步伐缓慢,许多矿床也正在进行二次开发的状态。随着工业科技的发展,我们国家对矿产资源的需求随之增加。然而,深部金川矿床的资源还未进行更多的研究,这是一项非常有意义的工作,深部找矿主要考虑3000米以浅的矿床。因此,本文借助了国家重点研发项目“深部矿产资源地球物理响应与综合指标体系”的资助对深部的矿产资源进行了相应的研究。研究内容主要分为两个部分,一是在中、小尺度上建立深部矿产资源的地球物理响应指标体系,用来评价地球物理方法探测深部矿床的能力,二是使用机器学习的方法对大尺度范围内的地球物理数据进行异常指标的提取。针对第一部分,本文以金川铜镍硫化物矿床为例,主要应用了重力、磁法、大地电磁(MT)、地震等地球物理方法对金川铜镍硫化物矿床进行了正演计算,并对计算结果进行了相应的分析。再将采集的金川矿床的重力、磁法、可控音频大地电磁(CSAMT)数据进行反演,将反演结果结合矿床地质背景进行分析与评价。然后,将层次分析法(AHP)对深部矿产资源的情况进行了指标体系建立,采用6种不同成因类型的25种典型矿床进行了重、磁、电、震的数值模拟,并分析了模拟的地球物理响应信号与矿床的对应关系,对地球物理响应的特征信号进行评分,然后对重、磁、电、震四种地球物理方法的响应指标进行分析并得到权重系数,最后使用四种方法的权重系数以及评分分数构建了深部矿产资源的地球物理响应评价指标体系。针对第二部分,本文使用了机器学习中的方法对大范围内的地球物理异常的指标进行提取,利用机器学习方法中的高斯混合模型(GMM)的方法对加拿大苏必利尔湖地区的重力与航磁数据进行了试验,并将地球物理异常指标提取出来绘制了该地区的矿产远景图。本文首先搜集金川铜镍硫化物矿床的地质背景资料、地质成因等信息,了解该信息可以有效地对深部矿床进行一个有效的判定,根据地质信息有效地分析地球物理的响应结果,也能保证后续指标体系建立的准确性。接下来,对金川硫化物铜镍矿床进行地质与地球物理建模,为了更加准确的描绘矿体的形态特征,本文在矩形网格的基础上,加入了基于自适应的Delaunay网格建模的方法,并分析了该方法生成的网格质量。基于自适应的Delaunay网格建模的金川硫化物铜镍矿床模型,在边界以及复杂区域具有网格细化的特点,在物性差异较小的地区可以实现网格稀疏处理,从而节省了计算机内存的使用。该网格剖分算法自动生成,控制网格的质量并保证数值模拟的精度。接着以地质成矿理论为基础,综合搜集的地质与地球物理相关的资料。构建了金川硫化物铜镍矿床的空间和平面的地球物理模型。以地球物理模型为基础,将积分方程法、重心体积方法、有限差分算法、有限单元法等数值模拟方法应用在地球物理方法的数值计算中,根据模拟的结果以及地质背景与成因,讨论矿床的赋存情况以及深部矿床的信号响应。根据四种地球物理方法获得的响应信息,对四种方法进行了判定并给与权重系数。通过给定的系数,将其使用在地球物理探测深部矿产的指标体系中。对金川铜镍硫化物矿床采集的地球物理数据进行反演与分析,针对金川硫化物铜镍矿床的地质背景,定性分析了金川铜镍硫化物矿床的典型结构与物性的分布结构。针对地球物理响应的信号与反演结果,对重、磁、电、震四种地球物理方法进行响应的评价分析,并根据分析结果作为指标体系中选择的权重系数重要依据。然后,为构建深部矿产资源地球物理指标体系,本文使用了层次分析法选择了6种不同成因的矿床类型作为深部矿产资源的二级指标,使用了25个典型矿床分别作为二级指标的解释指标,即三级指标。将模拟25个典型的矿床的地球物理响应作为三级指标的解释指标。将矿床的地球物理响应信号特征进行分析和评分,同时对四种地球物理方法的效果进行权重确定,然后对获取的权重进行了可行性验证,验证结果通过后根据地球物理四种方法的权重系数进行加权。最后将权重系数与地球物理响应评分进行综合计算并获得每个矿床的地球物理指标评分,再将25个矿床的评分进行综合评价,得到了深部矿产的综合指标体系的综合评分。针对这些模拟和处理结果,利用层次分析法建立了不同指标之间的联系,同时建立了深部矿产资源的地球物理指标体系。该指标体系不仅对本文选择的矿床有一个评判系统,得到了综合25个矿床的地球物理响应的综合评价,并且也能对地球物理方法探测深部矿产进行有效地指导。最后,本文进行了地球物理异常指标的提取工作,使用了机器学习中的高斯混合模型的方法对苏必利尔湖地区的地球物理数据进行了试验。当高斯混合函数具有足够多的高斯函数时,可以模拟任何连续的复杂概率分布。重力与磁法的等值线图可以看作是连续的概率密度分布函数,因此,可以利用GMM方法对其进行建模,并使用最大似然估计的方法将高斯混合函数有效地在区域内进行圈定。该地区所有不符合高斯混合模型分布的地球物理数据,被认为是异常区域。将平面中所有不同的异常点提取出来可以构成该地区的地球物理异常指标平面图,也可以叫做矿产远景图。根据调整高斯函数的数量,最终确定了5个高斯函数实现苏必利尔湖地区的地球物理数据建模,并获得了该地区的指标分布图,经对比,有83%的矿床位于异常指标范围内,同时使用接收者操作特征曲线(ROC)与异常面积百分比(PAA)对模拟结果进行评价,证明了该工作的有效性。
宋扬[9](2020)在《基于区域分解的结构化四边形网格生成方法研究》文中指出目前数值分析方法已经广泛应用于各种科学计算和工程分析中,发挥着越来越重要的作用。应用数值分析方法时,首先需要对分析模型进行离散,即网格划分。网格划分技术出现至今,出现了很多网格生成方法。但在某些工程领域,现有方法难以满足数值分析的要求,因此需要对其进行具体研究,提出相应的网格划分算法。网格划分方法主要分为结构化网格划分和非结构化网格划分两种。结构化网格形状规则,网格质量较高。对于一些数值分析领域,采用结构化网格,网格的方向与分析区域边界的方向一致或者垂直,有利于提高分析结果的精度。本文针对某些工程领域对网格的特殊要求,开展了结构化网格生成方法的研究,提出了一种基于区域分解的网格生成算法,可在复杂的区域中生成结构化四边形网格,满足这些领域中对结构化网格生成的需要。本文以轮胎表面结构化四边形网格生成为研究对象,根据轮胎表面相邻区域较多,存在多连通域的特点,提出了一种区域自动分解的方法,可在轮胎表面生成结构化四边形网格。该方法首先将多连通域转化为单连通域,继而将区域分解为一系列规则子区域,然后在子区域生成结构化四边形网格,最后合并子区域得到整个区域的网格。为了能满足相邻区域之间的网格匹配以及每一区域上的节点数目约束条件,本文提出了采用线性规划的方法,对边界节点的数目进行自动调整,可以在区域内生成结构化四边形网格。本文提出的区域分解法能够发挥了映射法的优势,同时解决了映射法难以在复杂区域中生成结构化网格的问题。对于河流等模型,边界形状通常比较曲折,曲率变化较大,边界节点位置对网格质量影响较大。针对河流模型的结构特点,本文提出了根据网格节点质量,自动调整边界节点位置的方法,该算法生成的网格接近垂直岸边,能够提高河流分析的精度。本文还开展了三维模型表面结构化四边形网格生成的研究。三维表面四边形网格应用广泛,通常应用于三维模型的金属板料成形、流体力学分析等领域。但三维模型表面形状复杂,在其表面直接生成结构化网格难度较大,网格质量难以得到保证。为了降低结构化网格生成难度,本文提出了将三维表面映射到二维平面上生成网格的方法。三维模型表面结构化四边形网格的生成步骤包括包括子表面和特征边的确定、多连通域的转化、边界离散、三维模型表面的映射、平面网格的生成以及三维表面网格的映射等。根据本文提出的四边形结构化网格生成方法,开发了相应算法和程序。将开发的程序应用到轮胎表面、河流模型、三维模型表面的网格生成,验证了本文提出方法的可靠性。
池宝涛[10](2020)在《双层插值边界面法的CAD/CAE一体化关键技术研究》文中提出CAD与CAE一体化一直以来都是工程分析与科学计算领域研究的重要内容,然而受限于传统数值模拟集成系统中CAD与CAE之间的巨大鸿沟,如CAD几何模型与CAE分析模型表征方式不统一,几何模型在CAE与CAD系统间转换时造成的数据丢失,不同系统之间的频繁交互造成CAE分析自动化程度低等,将CAD与CAE技术进行有机结合以实现数值模拟分析技术的集成化、智能化和自动化是未来工程设计的主要发展趋势。数值模拟技术已成为工程数值计算及机械结构设计和优化中不可或缺的工具,并广泛应用于汽车船舶、航空航天、医疗卫生、生物科技、新能源等多个领域。数值模拟的主要步骤包括几何建模、网格划分、计算求解和后处理等过程,其中前处理过程是数值模拟分析的主要性能瓶颈,其自动化程度严重依赖于用户知识水平和工程实践经验。因此,高效可靠的全自动前处理算法是实现CAD与CAE一体化以及提高数值模拟分析精度和效率的关键。为克服传统数值模拟分析集成系统中CAD与CAE相互独立的固有缺陷,本文以双层插值边界面法为研究背景,将边界积分方程与计算机图形学相结合,系统性地研究了完整实体工程结构分析中的全自动几何模型修复、三维非连续混合体网格生成及体单元细分方法等工作,直接利用CAD实体模型中的边界表征数据实现复杂结构CAE分析自动化。本论文的主要研究工作如下:(1)为真正实现CAD与CAE一体化,以完整实体工程结构分析软件框架为基础,搭建了一个完全融于CAD环境的CAE分析平台,所有数值模拟分析操作均在同一环境下进行,统一了几何模型与分析模型,避免了不同系统之间的数据传递造成的CAD模型几何数据及拓扑信息缺失,实现了CAE与CAD两者的无缝集成。(2)应用双层插值边界面法计算三维位势问题,同时提出了一种新型的数值计算单元——双层插值单元,双层插值单元将传统的连续单元和非连续单元有机统一,提高了插值计算的精度且能够自然地模拟连续物理场和非连续物理场。双层插值边界面法在网格生成过程中允许使用包含悬点的非连续网格,避免使用任何协调过渡模板处理悬点,从而使得网格生成工作具有更大的灵活性,很大程度上降低了网格生成的困难。双层插值边界面法直接利用CAD实体模型中的B-Rep数据进行计算,物理变量计算基于分析模型的参数曲面而不是通过离散单元计算,避免对任何结构在几何上进行简化,为实现CAD/CAE一体化、全自动CAE分析奠定了重要基础。(3)针对几何模型中存在的退化边、退化面、非连续光滑边界及非理想几何特征等常见的几何“噪声”问题,提出了基于T-Spline全自动几何拓扑修复方法,实现了对复杂CAD几何模型中非理想几何特征的自动识别、曲面探测及T-Spline曲面重构的全自动几何拓扑修复。所有操作均为虚操作,不修改原始几何模型,利用新生成的虚边、虚面重构CAD模型的几何拓扑信息,拟合的T-Spline曲线、曲面具有自适应性且能满足拟合精度要求,该方法一定程度上降低了网格生成困难,提高了数值模拟分析的计算精度。(4)针对二维空间直线与NURBS曲线求交、直线与NURBS曲面求交问题,提出了基于仿射算术和区间运算的直线与NURBS曲线/曲面求交方法。与传统的点迭代法相比,该方法由于采用了区间运算,迭代过程不需要给定合适的迭代初始值,具有更好的灵活性;与传统的区间迭代法相比,该方法放宽了对初始区间的要求,采用基于线曲率和面曲率的子域分解方法,可以快速筛选预迭代区间,提高迭代效率。另外,通过运用仿射算术考虑计算过程中数据的相关性,有效弥补了区间算法的局限性,提高了迭代求交的效率。同时,对于直线与复杂三维实体模型的求交问题,研究了直线与三角形面片及直线与空间包围盒快速相交检测算法。(5)为充分发挥双层插值边界面法在网格生成过程中允许使用包含悬点的非连续网格的优势,提出了基于体二叉树的三维非连续混合网格生成方法。该方法采用体二叉树数据结构对任意三维实体模型进行网格自适应细分,在体二叉树细分过程中,基于网格尺寸、表面曲率、实体厚度等几何特征进行自适应细分,避免使用任何协调过渡模板处理悬点。采用“由外向内”的实体模型边界拟合方法对包含几何边界的“锯齿状”网格进行拟合,将相应网格节点依次拟合至几何顶点、几何边和几何面上。对于网格生成过程中存在的低质量网格,采用Laplace优化或单元拓扑分解的方法提高最终网格质量。最终网格生成实现了整体以六面体网格为主,实体边界附近的部分网格以四面体、三棱柱或金字塔网格为辅的非连续混合网格的全自动生成。(6)针对边界元法中核函数为连续或间断的三维奇异及近奇异域积分,提出了基于体二叉树单元细分法的三维奇异及近奇异域积分计算方法。该方法适用于不同类型的体单元,可以精确计算核函数为连续或间断的三维奇异及近奇异域积分。对于不同单元形状和任意源点位置的三维奇异及近奇异域积分,该方法在任意情况下均能保证单元细分的收敛性且细分子单元形状和尺寸良好。经过单元细分后,根据细分子单元与源点位置关系,在体单元内部呈现出远大近小的分布特点,积分点在单元内部更合理地分布,在保证积分效率的同时提高了积分的精度。该方法采用体二叉树数据结构,易于实现,算法具有良好的鲁棒性。
二、三维非结构网格的生成及优化(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、三维非结构网格的生成及优化(论文提纲范文)
(1)飞行器表面网格自动生成在线系统的研究与实现(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 网格生成技术现状 |
1.2.1 结构化网格 |
1.2.2 非结构化网格 |
1.3 网格生成关键技术 |
1.3.1 二维凸包生成 |
1.3.2 Delaunay三角化 |
1.3.3 曲面网格生成 |
1.3.4 网格尺寸控制 |
1.3.5 STL特征边界提取 |
1.4 本文研究内容 |
2 二维凸包生成方法研究 |
2.1 双极限点预处理算法 |
2.1.1 点的极性 |
2.1.2 算法流程 |
2.1.3 算法分析 |
2.2 本文优化算法 |
2.2.1 Left-Test |
2.2.2 根据Left-Test进行进一步筛选 |
2.2.3 极限点中的特殊点 |
2.3 二维凸包生成实例 |
2.4 本章小节 |
3 平面Delaunay非结构网格生成方法研究 |
3.1 Delaunay三角化定义 |
3.2 通用的网格生成方法 |
3.2.1 前沿推进算法(AFT) |
3.2.2 Bowyer-Watson插点算法 |
3.2.3 边/面交换算法 |
3.3 数据结构定义 |
3.4 Delaunay三角网格生成 |
3.4.1 内部点插值 |
3.4.2 单元尺寸场 |
3.4.3 边界条件离散与背景网格生成 |
3.4.4 网格疏密控制 |
3.4.5 网格质量评估 |
3.4.6 拉普拉斯(Laplacian)光滑算法 |
3.5 网格划分实例 |
3.6 本章小结 |
4 STL模型拓扑构建以及特征边界提取 |
4.1 STL模型拓扑重建 |
4.1.1 STL模型格式 |
4.1.2 数据去重 |
4.1.3 坐标快速查找 |
4.2 特征边界提取 |
4.2.1 第一次特征提取 |
4.2.2 第二次特征提取 |
4.3 断点修复 |
4.4 算例展示 |
4.5 本章小节 |
5 基于STL网格模型的曲面网格生成 |
5.1 STL模型表面分割 |
5.2 特征边界离散 |
5.3 子曲面投影 |
5.4 参数平面网格的反映射 |
5.5 网格划分实例 |
5.5.1 算例 |
5.5.2 网格质量分析 |
5.6 本章小节 |
6 网格生成系统设计与系统测试 |
6.1 系统功能介绍 |
6.2 系统设计 |
6.2.1 浏览器端系统设计 |
6.2.2 服务器端系统设计 |
6.3 系统截图 |
6.4 系统功能测试 |
6.4.1 登录测试 |
6.4.2 文件上传测试及上传后自动展示测试 |
6.4.3 文件管理功能测试与文件查看功能测试 |
6.4.4 可视化交互测试 |
6.4.5 曲面网格生成测试 |
6.5 本章小节 |
7 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得研究成果 |
(2)动网格松弛法和弹性体法改进(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 网格变形方法的研究现状 |
1.2.1 弹簧法 |
1.2.2 弹性体法 |
1.2.3 松弛法 |
1.2.4 温度体法 |
1.2.5 拉普拉斯法 |
1.2.6 超限插值法 |
1.2.7 代数阻尼法 |
1.2.8 径向基函数插值法 |
1.2.9 距离倒数函数插值法 |
1.2.10 Delaunay背景网格插值法 |
1.2.11 网格变形方法的联合策略 |
1.3 网格生成方法研究现状 |
1.4 本文研究思路和主要内容 |
第二章 基于二重网格的动网格松弛法改进 |
2.1 动网格松弛法 |
2.1.1 预位移 |
2.1.2 球松弛算法 |
2.1.3 后优化算法 |
2.1.4 三维动网格松弛法 |
2.2 基于二重网格的动网格改进算法概述 |
2.3 基于二重网格的动网格松弛法改进算例测试与分析 |
2.3.1 网格质量评判方法 |
2.3.2 NACA0012 机翼翼型转动 |
2.3.3 矩形平动加转动算例 |
2.3.4 三维梁弯曲算例 |
2.4 本章小结 |
第三章 动网格弹性体法及其改进 |
3.1 弹性体法原理 |
3.2 弹性体法与其他动网格方法比较 |
3.3 基于单元弹性模量的弹性体法改进 |
3.4 基于贪心法的弹性体法改进 |
3.4.1 贪心法 |
3.4.2 基于贪心法的弹性体法改进策略 |
3.5 算例测试及分析 |
3.5.1 NACA0012 机翼转动算例 |
3.5.2 矩形平动加转动算例 |
3.5.3 圆的管道运动 |
3.6 本章小结 |
第四章 填充算法在网格生成中的应用 |
4.1 常用颗粒填充算法介绍 |
4.1.1 松弛算法 |
4.1.2 Monte-Carlo算法 |
4.1.3 共轭梯度算法 |
4.2 网格生成的填充算法 |
4.2.1 自适应Monte-Carlo算法 |
4.2.2 随机序列添加算法 |
4.2.3 可变形四边形单元策略 |
4.2.4 算例分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 结论与讨论 |
5.1 本文主要工作 |
5.2 本文创新点 |
5.3 未来工作展望 |
参考文献 |
硕士期间发表和完成的论文 |
致谢 |
(3)基于飞行器CFD计算的非结构附面层网格生成技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 相关概念 |
1.2.1 网格分类 |
1.3 本文内容安排 |
2 附面层网格生成方法相关研究综述 |
2.1 前言 |
2.2 前沿层推进法 |
2.2.1 前沿层推进相关方法 |
2.3 求偏微分方程的方法 |
2.4 基于各向异性四面体网格聚合的三棱柱网格生成方法 |
2.5 其他方法 |
2.6 本章小结 |
3 非结构附面层网格生成技术研究 |
3.1 前言 |
3.2 径向基函数插值技术研究 |
3.2.1 径向基函数的定义 |
3.2.2 径向基函数的分类 |
3.2.3 径向基函数的用法 |
3.3 非结构附面层网格研究流程 |
3.4 方法测试 |
3.5 小结 |
4 软件平台与程序实现 |
4.1 前言 |
4.2 NNW-Grid Star软件概述 |
4.3 非结构附面层模块设计 |
4.3.1 开发环境 |
4.3.2 数据结构设计 |
4.3.3 主要功能实现 |
4.4 小结 |
5 算例验证与分析 |
5.1 前言 |
5.2 附面层网格生成算例测试 |
5.2.1 附面层网格生成算例 |
5.3 某飞行器模型算例的数值设计 |
5.3.1 数值计算结果分析 |
5.4 小结 |
6 总结与展望 |
6.1 本文工作总结 |
6.2 论文展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(4)基于机器学习的非结构网格阵面推进生成技术初探(论文提纲范文)
引言 |
1 传统非结构/混合网格生成技术 |
2 基于机器学习方法的非结构网格生成技术 |
2.1 研究进展 |
2.2 有待解决的问题 |
3 基于人工神经网络的非结构网格阵面推进生成技术初探 |
3.1 训练样本的设计与自动提取 |
3.2 适用于网格数据学习的ANN设计与训练 |
3.3 基于人工神经网络的非结构网格阵面推进生成 |
4 总结与展望 |
(5)涡旋压缩机压力腔内流场分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究的背景及意义 |
1.2 涡旋压缩机研究现状 |
1.3 涡旋压缩机的研究热点 |
1.3.1 动力学特性研究 |
1.3.2 型线的研究 |
1.3.3 系统摩擦与润滑研究 |
1.3.4 泄漏方面研究 |
1.3.5 压缩腔流场研究 |
1.4 研究内容 |
1.5 涡旋压缩机技术简介 |
1.5.1 涡旋压缩机结构 |
1.5.2 涡旋压缩机工作过程 |
1.5.3 涡旋压缩机的主要特点 |
1.6 本章小结 |
第二章 涡旋压缩机数学模型 |
2.1 涡旋压缩机型线设计 |
2.1.1 渐开线涡旋型线 |
2.1.2 齿头型线修正 |
2.2 涡旋压缩机数学模型 |
2.2.1 压缩机吸气过程 |
2.2.2 压缩机压缩过程 |
2.2.3 压缩机排气过程 |
2.3 热力学模型的建立 |
2.3.1 基本假设 |
2.3.2 压力腔控制容积 |
2.3.3 压缩过程控制方程 |
2.3.4 涡旋压缩机的切向泄漏 |
2.4 本章小结 |
第三章 涡旋压缩机数值模拟 |
3.1 控制方程和湍流方程 |
3.1.1 控制方程 |
3.1.2 湍流方程 |
3.2 计算区域与控制方程的离散 |
3.2.1 计算区域的离散 |
3.2.2 控制方程的离散 |
3.3 壁面函数法和边界湍流的设置 |
3.3.1 壁面函数法 |
3.3.2 边界湍流的设置 |
3.4 求解算法 |
3.5 本章小结 |
第四章 涡旋压缩机流体仿真 |
4.1 Fluent简介 |
4.1.1 Fluent求解问题的步骤 |
4.1.2 Fluent求解方法的选择 |
4.2 守恒方程 |
4.2.1 质量守恒方程 |
4.2.2 动量守恒方程 |
4.2.3 能量守恒方程 |
4.2.4 气体状态方程 |
4.3 网格的生成 |
4.3.1 结构化网格 |
4.3.2 非结构网格 |
4.4 SIMPLE算法的求解步骤 |
4.5 本章小结 |
第五章 涡旋压缩机三维流场分析 |
5.1 三维几何模型简化 |
5.2 三维网格划分 |
5.3 参数设置 |
5.3.1 假设条件 |
5.3.2 动网格技术 |
5.3.3 用户自定义函数 |
5.3.4 边界条件 |
5.4 涡旋压缩机压缩腔内部流动分析 |
5.4.1 涡旋压缩机压力场分析 |
5.4.2 涡旋压缩机温度场分析 |
5.4.3 涡旋压缩机速度矢量分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(6)低压涡轮动叶参数化及网格生成技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 研究背景及意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 参数化造型研究现状 |
1.3.2 网格生成技术研究现状 |
1.3.3 涡轮叶片振动分析研究现状 |
1.4 本文主要内容 |
1.4.1 论文内容 |
1.4.2 章节安排 |
第二章 参数化建模及网格生成基本原理 |
2.1 引言 |
2.2 参数化建模基本原理 |
2.2.1 IGES数据文件格式 |
2.2.2 数据点参数化基本原理 |
2.2.3 有理B样条曲线基本原理 |
2.2.4 有理B样条曲面基本原理 |
2.3 网格生成基本原理 |
2.3.1 计算域分区 |
2.3.2 网格生成方法 |
2.3.2.1 代数插值法 |
2.3.2.2 微分方程法 |
2.3.3 网格质量判定 |
2.3.3.1 二维网格的质量判定 |
2.3.3.2 三维网格的质量判定 |
2.3.4 网格质量优化 |
2.4 本章小结 |
第三章 低压涡轮动叶参数化建模实现 |
3.1 引言 |
3.2 叶片型面参数化 |
3.3 Hub与 Shroud回转面参数化 |
3.4 内腔与半劈缝参数化 |
3.5 隔板与蛇形腔参数化 |
3.6 半劈缝扰流柱参数化 |
3.7 冷却结构参数化模型 |
3.8 本章小结 |
第四章 低压涡轮动叶网格生成实现 |
4.1 引言 |
4.2 网格生成算法验证 |
4.2.1 二维单块网格生成 |
4.2.2 二维多块网格生成 |
4.2.3 三维结构网格生成 |
4.2.4 网格质量评估 |
4.2.5 网格质量优化 |
4.3 低压涡轮动叶网格生成实现 |
4.3.1 涡轮叶片分区策略 |
4.3.2 涡轮叶片网格生成 |
4.4 网格输出*.cfx5 数据格式 |
4.5 本章小结 |
第五章 低压涡轮动叶网格验证分析 |
5.1 引言 |
5.2 叶片自由模态分析 |
5.3 叶片动态模态分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
致谢 |
(7)守恒型尖锐界面方法及激波诱导的含泡液滴演化动力学(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 液滴气动变形破碎 |
1.2.2 气泡塌陷 |
1.2.3 含泡液滴气动变形破碎 |
1.2.4 可压缩多相流算法 |
1.3 本文工作 |
第二章 三维可压缩两相流动的守恒型尖锐界面数值方法 |
2.1 流动控制方程 |
2.2 数值方法 |
2.2.1 有限体积法 |
2.2.2 界面推进和重新初始化 |
2.3 三维切割网格方法 |
2.3.1 三维切割模态的定义与划分 |
2.3.2 切割网格几何信息的计算 |
2.3.3 网格组装技术 |
2.3.4 守恒型变量的计算和重新分配 |
2.3.5 欠解析的界面结构 |
2.4 算法流程 |
2.5 结果与讨论 |
2.5.1 水中气泡的球对称塌陷 |
2.5.2 激波诱导水中气泡塌陷 |
2.5.3 激波与三维弯曲气体-气体界面的相互作用 |
2.5.4 激波诱导的液滴变形 |
2.6 本章小结 |
第三章 平面激波冲击壁面附近含泡液滴动力学 |
3.1 物理问题描述 |
3.2 计算收敛性验证 |
3.3 计算结果与讨论 |
3.3.1 前期:波系演化 |
3.3.2 中期:液环加速运动 |
3.3.3 后期:液环撞击反弹 |
3.4 本章小结 |
第四章 平面激波冲击壁面附着含泡液滴动力学 |
4.1 物理问题描述 |
4.2 计算验证 |
4.3 计算结果与讨论 |
4.3.1 纯液滴 |
4.3.2 含泡液滴 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结和展望 |
5.1 工作总结 |
5.2 主要创新点 |
5.3 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的研究成果 |
致谢 |
(8)深部矿产资源地球物理响应与多参数指标体系研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究动态及发展现状 |
1.2.1 地质成矿模式与地球物理模型 |
1.2.2 矿产资源地球物理勘探概述 |
1.2.3 多参数指标体系评价发展现状 |
1.3 研究内容及创新点 |
1.3.1 论文主要研究内容 |
1.3.2 论文主要创新点 |
第2章 网格剖分建模方法 |
2.1 矩形网格建模 |
2.2 三角网格建模 |
2.2.1 三角剖分 |
2.2.2 三角化 |
2.3 网格前沿法 |
2.4 四叉树法 |
2.5 Delaunay网格 |
2.5.1 Delaunay三角化 |
2.5.2 最小角最大(max-min angel) |
2.6 优化的Delaunay网格 |
2.7 小结 |
第3章 金川Cu-Ni硫化物矿床建模结果与分析 |
3.1 金川矿床区域地质背景 |
3.1.1 大地构造 |
3.1.2 区域地层 |
3.1.3 区域构造 |
3.1.4 区域岩浆活动及变质作用 |
3.1.5 区域矿产条件 |
3.1.6 演化模式 |
3.1.7 矿体地质特征 |
3.2 金川矿床地质模型 |
3.3 金川矿床地球物理模型 |
3.3.1 岩、矿石物性特征 |
3.4 金川矿床正演模拟 |
3.4.1 重磁数值模拟方法 |
3.4.2 大地电磁正演模拟 |
3.4.3 地震正演 |
3.4.4 合成数据试验 |
3.5 金川矿床模拟结果 |
3.6 小结 |
第4章 金川铜镍硫化物矿床物性结构成像 |
4.1 重力异常反演 |
4.2 磁异常反演 |
4.3 卡尼亚视电阻率 |
4.4 金川矿床重力、磁法、CASMT反演与解释 |
4.4.1 502测线反演与物性结构 |
4.4.2 501测线反演与物性结构 |
4.4.3 300测线反演与物性结构 |
4.4.4 308测线反演与物性结构 |
4.4.5 104测线反演与物性结构 |
4.4.6 208与212 测线反演与物性结构 |
4.4.7 214与227 测线反演与物性结构 |
4.4.8 401测线反演与物性结构 |
4.5 小结 |
第5章 深部矿产资源地球物理响应评价指标体系构建 |
5.1 深部矿产资源地球物理响应评价体系的指标选择 |
5.1.1 地球物理模拟参数 |
5.2 岩浆矿床 |
5.2.1 水口山矿床 |
5.3 伟晶岩矿床 |
5.3.1 武夷山矿床 |
5.4 热液矿床 |
5.4.1 个旧矿床 |
5.5 风化矿床 |
5.5.1 凡口矿床 |
5.6 沉积矿床 |
5.6.1 狼山矿床 |
5.7 变质矿床 |
5.7.1 沃溪矿床 |
5.8 评价体系建模 |
5.8.1 建立层次结构模型 |
5.8.2 构造判断矩阵 |
5.8.3 层次单排序 |
5.8.4 一致性检验 |
5.9 深部矿产资源综合评价体系 |
5.10 深部矿产资源综合评价体系应用 |
5.11 小结 |
第6章 基于机器学习方法的地球物理异常指标提取 |
6.1 高斯混合模型 |
6.2 高斯混合模型方法与原理 |
6.3 苏必利尔湖地区地球物理数据场 |
6.4 Youden指数 |
6.5 苏必利尔湖地区GMM模拟 |
6.6 小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要认识和结论 |
7.2 问题与展望 |
参考文献 |
附录A:岩浆矿床模拟结果 |
附录B:伟晶岩矿床模拟结果 |
附录C:热液矿床模拟结果 |
附录D:风化矿床模拟结果 |
附录E:沉积矿床模拟结果 |
附录F:变质矿床模拟结果 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(9)基于区域分解的结构化四边形网格生成方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 网格的生成方法 |
1.2.1 发展历史 |
1.2.2 网格生成方法简介 |
1.2.3 四边形网格质量评价标准 |
1.3 四边形网格生成方法国内外研究现状 |
1.4 课题研究意义及内容 |
1.4.1 课题研究意义 |
1.4.2 课题研究内容 |
第二章 二维区域结构化网格生成 |
2.1 术语介绍 |
2.2 区域分解法 |
2.2.1 数据输入及处理 |
2.2.2 多连通域转化 |
2.2.3 顶点分类 |
2.2.4 边界分类及离散 |
2.2.5 河流边界节点调整 |
2.2.6 区域分解 |
2.2.7 子区域网格生成 |
2.2.8 网格优化 |
2.3 数据结构与算法实现 |
2.3.1 数据结构 |
2.3.2 算法实现 |
2.4 本章小结 |
第三章 三维表面结构化四边形网格生成 |
3.1 三维表面网格生成原理 |
3.2 三维表面网格生成基本流程 |
3.2.1 几何数据输入 |
3.2.2 子表面生成 |
3.2.3 多连通域转化 |
3.2.4 边界离散 |
3.2.5 网格生成以及优化 |
3.3 数据结构与算法实现 |
3.3.1 数据结构 |
3.3.2 算法实现 |
3.4 本章小结 |
第四章 网格生成实例 |
4.1 二维模型网格生成实例 |
4.1.1 轮胎表面网格生成实例 |
4.1.2 洪水模型网格生成实例 |
4.2 三维表面网格生成实例 |
4.3 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(10)双层插值边界面法的CAD/CAE一体化关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 完整实体工程结构分析的CAD/CAE一体化 |
1.3 双层插值边界面法概述 |
1.4 几何模型修复方法研究概况 |
1.5 网格生成方法概述及发展趋势 |
1.5.1 映射法 |
1.5.2 扫掠法 |
1.5.3 Delaunay方法 |
1.5.4 四面体分解法 |
1.5.5 栅格法 |
1.5.6 混合网格生成方法 |
1.6 奇异及近奇异域积分方法总结 |
1.7 本文的主要研究内容 |
第2章 双层插值边界面法在三维位势问题中的应用 |
2.1 引言 |
2.2 双层插值边界面法 |
2.2.1 双层插值单元的构建 |
2.2.2 双层插值边界面法的第一层插值计算 |
2.2.3 双层插值边界面法的第二层插值计算 |
2.3 双层插值边界面法求解三维位势问题 |
2.3.1 三维位势问题的边界积分方程 |
2.3.2 边界积分方程的离散 |
2.3.3 消除虚点的自由度 |
2.3.4 边界积分方程的求解 |
2.4 数值算例 |
2.4.1 算例1:立方块混合边界条件问题 |
2.4.2 算例2:裁剪游泳圈Dirichlet问题 |
2.4.3 算例3:水杯稳态热传导问题 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于T-Spline的全自动几何拓扑修复方法 |
3.1 引言 |
3.2 T-Spline曲线/曲面 |
3.3 非理想几何特征分类、识别及拓扑修复 |
3.4 基于T-Spline全自动几何拓扑修复算法 |
3.4.1 一般非理想几何特征的自动识别 |
3.4.2 一般非理想几何特征的Delaunay三角化 |
3.4.3 Delaunay三角化网格曲面的重新参数化 |
3.4.4 自适应T-Spline曲面重建算法 |
3.4.5 拟合T-Spline曲面的误差及网格质量评价 |
3.5 全自动几何拓扑修复及网格生成实例 |
3.6 本章小结 |
第4章 直线与NURBS曲线/曲面、三角形面片及空间包围盒求交 |
4.1 引言 |
4.2 直线与NURBS曲线/曲面求交基本理论 |
4.2.1 直线、NURBS曲线/曲面的定义 |
4.2.2 区间分析 |
4.2.3 仿射算术 |
4.3 二维空间直线与NURBS曲线快速求交算法 |
4.3.1 二维空间直线与NURBS曲线求交目标函数构建 |
4.3.2 基于仿射算术的Newton算子求交运算 |
4.3.3 二维空间直线与NURBS曲线求交算例 |
4.4 直线与NURBS曲面快速求交算法 |
4.4.1 直线与NURBS曲面求交目标函数构建 |
4.4.2 基于仿射算术的Krawczyk算子求交运算 |
4.4.3 直线与NURBS曲面求交算例 |
4.5 直线与三角形面片的快速相交检测算法 |
4.6 直线与空间包围盒的快速相交检测算法 |
4.7 本章小结 |
第5章 基于体二叉树的三维非连续混合网格自适应生成 |
5.1 引言 |
5.2 基于B-Rep数据结构的实体模型几何表征 |
5.3 基于实体模型几何特征的体二叉树自适应细分 |
5.3.1 基于面网格信息的体二叉树自适应细分 |
5.3.2 基于几何边曲率的体二叉树自适应细分 |
5.3.3 体网格拓扑元素的内外属性设置 |
5.3.4 基于体网格边交点信息的体二叉树自适应细分 |
5.3.5 “锯齿状”核心网格生成及体二叉树平衡 |
5.4 体网格拓扑元素与实体模型边界求交 |
5.4.1 体网格边与实体模型边界求交 |
5.4.2 几何边与体网格面求交 |
5.5 网格节点的实体模型边界拟合 |
5.5.1 基于穿插法的实体模型边界拟合 |
5.5.2 基于最近距离法的实体模型边界拟合 |
5.5.3 基于一点多投通用模板的实体模型边界拟合 |
5.6 网格质量优化 |
5.6.1 基于Laplace光顺的网格质量优化 |
5.6.2 基于单元拓扑分解的网格质量优化 |
5.7 数值算例 |
5.8 本章小结 |
第6章 核函数为连续或间断的三维奇异域积分单元细分法 |
6.1 引言 |
6.2 核函数为连续或间断的三维奇异域积分 |
6.3 三维奇异域积分的体二叉树单元细分算法 |
6.3.1 三维奇异域积分的体二叉树单元细分算法流程 |
6.3.2 核函数为连续或间断的三维奇异域积分单元细分方案 |
6.3.3 体二叉树单元细分技术 |
6.3.4 源点附近投影腔面的构建 |
6.3.5 径向腔面投影算法 |
6.3.6 一般腔面投影算法 |
6.3.7 基于Newton迭代的曲边界腔面投影算法 |
6.4 数值算例 |
6.4.1 基于体二叉树单元细分法计算奇异域积分的收敛性验证 |
6.4.2 核函数为连续的三维奇异域积分计算数值算例 |
6.4.3 核函数为间断的三维奇异域积分计算数值算例 |
6.5 本章小结 |
第7章 核函数为连续或间断的三维近奇异域积分单元细分法 |
7.1 引言 |
7.2 三维近奇异域积分的体二叉树单元细分算法 |
7.2.1 核函数为连续或间断的三维近奇异域积分单元细分方案 |
7.2.2 三维近奇异域积分的体二叉树单元细分算法流程 |
7.2.3 源点附近投影腔面的构建 |
7.2.4 一般腔面投影算法 |
7.2.5 扫掠腔面投影算法 |
7.3 数值算例 |
7.3.1 基于体二叉树单元细分法计算近奇异域积分的收敛性验证 |
7.3.2 核函数为连续的三维近奇异域积分计算数值算例 |
7.3.3 核函数为间断的三维近奇异域积分计算数值算例 |
7.4 本章小结 |
结论与展望 |
1. 全文总结 |
2. 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
四、三维非结构网格的生成及优化(论文参考文献)
- [1]飞行器表面网格自动生成在线系统的研究与实现[D]. 杨茂. 西南科技大学, 2021(08)
- [2]动网格松弛法和弹性体法改进[D]. 廖佳文. 北京大学, 2021
- [3]基于飞行器CFD计算的非结构附面层网格生成技术研究[D]. 王硕. 西南科技大学, 2021(08)
- [4]基于机器学习的非结构网格阵面推进生成技术初探[J]. 王年华,鲁鹏,常兴华,张来平. 力学学报, 2021(03)
- [5]涡旋压缩机压力腔内流场分析[D]. 张继跃. 大连交通大学, 2020(06)
- [6]低压涡轮动叶参数化及网格生成技术研究[D]. 王希理. 中北大学, 2020(09)
- [7]守恒型尖锐界面方法及激波诱导的含泡液滴演化动力学[D]. 沈毅. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [8]深部矿产资源地球物理响应与多参数指标体系研究[D]. 贾卓. 吉林大学, 2020(08)
- [9]基于区域分解的结构化四边形网格生成方法研究[D]. 宋扬. 山东大学, 2020(11)
- [10]双层插值边界面法的CAD/CAE一体化关键技术研究[D]. 池宝涛. 湖南大学, 2020