自适应直角坐标网格法在复杂对流换热中的应用与验证

本文主要探讨了在处理复杂区域对流换热计算时，计算方法选择的重要性。对流换热在实际工程问题中经常遇到，由于计算域的不规则性，传统的直角坐标结构化网格方法常常面临挑战。本文提出了一种自适应直角坐标网格方法，针对复杂区域对流换热问题，该方法旨在解决网格质量提升、降低人工成本、简化编程和加快收敛速度等问题。 首先，文章明确了复杂区域对流换热计算的几个关键要求，包括对网格的灵活性、精度和效率的需求。当前常用的计算方法如贴体网格法，尽管具有结构化网格的优势，易于编程且收敛快，但网格生成依赖于特定几何形状，难以自适应复杂区域，并且对于非常复杂的形状，生成高质量网格困难。 另一方面，块结构化网格法将复杂区域分解为多个简单区块，每个区块内部采用结构化网格，能够减轻单个区域网格生成的压力。然而，这种方法对人工分块和经验要求较高，且在区块交界面处的信息交换复杂，编程较为繁琐。 非结构化网格法作为有限元方法的一种，虽然能适应复杂形状，但其网格形状不规则，可能需要更高级的网格生成技术，并且在求解过程中可能涉及到更多的计算成本。 自适应直角坐标网格方法正是针对这些问题而设计的。它利用直角坐标系的便利性，通过动态调整网格节点，使得网格能够自动适应复杂区域的几何特性，提高网格的精度和效率。这种方法的优点在于能够自动生成适合的网格，减少了人工干预，同时保持了求解算法的相对简单性和成熟性，提高了计算的收敛速度。 作者陶智等人通过两个具体算例展示了自适应直角坐标网格方法的有效性，这些案例表明，该方法在处理对流换热问题时展现出良好的适用性。此外，文章还强调了关键词“自适应”、“直角坐标”、“对流换热”和“数值模拟”，强调了这种方法在实际工程计算中的重要性。 这篇论文为复杂区域对流换热问题提供了新的解决方案，对提高计算效率和精度具有重要意义，是工程计算领域的重要贡献。