离心泵网格优化算法：边界网格质量控制与提升

"这篇论文是关于离心泵四面体网格质量优化的研究，发表于2011年的《西安交通大学学报》。作者们提出了一个新的网格优化算法，以解决在网格优化过程中边界网格质量难以控制的问题。他们通过数值计算评估了不同质量衡量准则的效率和时间消耗，并选择了一种最优的准则来构建错误函数，该函数同时考虑了边界和内部网格的质量。通过权重系数的调整，可以有效控制边界网格单元的质量。论文中的实例证明，优化后的网格质量显著提高，劣质单元被消除。随着权重系数增大，边界的平均网格质量也会提升。" 离心泵四面体网格质量衡量与优化是计算流体力学（CFD）中的关键步骤，它直接影响到仿真计算的精度和效率。在网格生成过程中，尤其是对于复杂几何结构如离心泵叶轮的模拟，保证网格质量至关重要。四面体网格由于其结构简单、计算效率高等优点，常被用于三维模型的离散化。 论文中提到的“质量衡量准则”是指用于评价网格单元质量的一系列标准，例如面积比例、体积比例、形状因子等。这些准则用于判断网格单元是否接近理想的正四面体形状，因为越接近正四面体，网格的数值解通常越稳定。不同的衡量准则在识别低质量单元和评估形状变化时可能表现出不同的效果。通过对七种方法的比较，研究者选择了一种在时间和效果上都较为优越的准则。 优化算法的核心是错误函数的建立，该函数结合了边界和内部网格的质量因素，并引入权重系数。权重系数的设置使得在优化过程中可以更加重视边界网格的质量，这对于离心泵这样的设备尤为重要，因为流动边界条件往往对流场影响显著。通过迭代优化，可以逐步改善网格质量，消除劣质单元，提高整体网格的均匀性和一致性。 实验结果表明，优化算法在实际应用中能够有效消除质量系数接近0的劣质单元，显著提升整个网格的质量。此外，调整权重系数可以灵活控制边界网格质量，这为实现更精细的网格优化提供了可能。这一研究对于提高离心泵性能预测的准确性以及降低计算成本具有重要意义，同时也对其他需要进行CFD模拟的工程问题提供了参考。