复杂外形三维粘性混合网格生成算法的创新与应用

本文介绍了一种专为适应复杂外形设计的三维粘性混合网格生成算法。首先，该算法在物体的表面区域利用前沿推进三角形曲面网格程序进行精细划分，确保了网格对复杂形状的精确捕捉。边界层区域则是采用各向异性的三棱柱体网格，这种结构能够提供足够的分辨率来模拟粘性流体的行为，特别是在边界层附近，这对准确计算阻力和热传导至关重要。 在远离物体表面的远物面区域，算法采用了Delaunay方法生成四面体网格，这是一种经典的网格生成技术，能够自动均匀分布节点，确保网格的连通性和质量。然而，面对复杂的几何特征，单一的网格生成策略可能不足以保证网格的均匀性和质量，因此，算法综合运用了多种网格处理技术，如网格细化、网格平滑、局部调整等，这些技术旨在优化网格结构，提高网格单元的质量，防止由于网格不规则或过度细分导致的计算效率下降和精度损失。 作者们着重关注边界层网格的质量控制，因为这直接影响到粘性流动的模拟结果。他们通过精细的网格配置和处理，确保边界层网格足够密集，以便捕捉到流体与固体边界交互时的微小变化。此外，文章还提到了对于算法失效问题的预防措施，即通过不断的优化和测试，确保算法在处理各种复杂几何形状时的鲁棒性和稳定性。 最后，实验结果和网格实例展示了这种混合网格生成算法的有效性和实用性。它不仅能够在保持计算效率的同时，提供高质量的网格，而且对于实际工程中的复杂三维模型也能给出准确的粘性计算结果。研究者们引用了一系列国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、中央高校基本科研业务费以及国家科技支撑计划和重大专项的支持，这表明该算法的研究具有重要的理论和应用价值。 本文的贡献在于提出了一种能有效应对复杂外形的三维粘性混合网格生成方法，为精确模拟粘性流动提供了强大的工具，并通过实验证明了其在实际工程中的潜力。