气动弹性计算中网格变形方法研究进展 被引量：38

1

作者 张伟伟 高传强 叶正寅 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期303-319,共17页

网格变形是气动弹性计算中实现计算网格随运动边界变形的主要方法。在总结目前网格变形方法发展现状的基础上,对近几年常用的网格变形方法,即弹簧法、弹性体法、超限插值法、Delaunay背景网格法、径向基函数插值法和温度体法等做了简要... 网格变形是气动弹性计算中实现计算网格随运动边界变形的主要方法。在总结目前网格变形方法发展现状的基础上,对近几年常用的网格变形方法,即弹簧法、弹性体法、超限插值法、Delaunay背景网格法、径向基函数插值法和温度体法等做了简要的总结。根据各方法构建模型的不同,将它们分成物理模型法、数学插值法和混合方法 3类,简要介绍了各方法的基本思想和研究进展,重点比较了各方法的网格变形特性(变形能力、变形质量和变形效率)和优缺点。总结了当前流场边界与结构边界的数据传递方法,对当前气动弹性计算中遇到的网格变形的难点问题作了简要评述并对未来网格变形方法的发展方向进行了探讨。 展开更多

关键词 气动弹性 径向基函数 网格变形 弹簧法 弹性体法 背景网格

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非结构动网格生成的弹簧-插值联合方法 被引量：20

2

作者 周璇 李水乡 陈斌 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1389-1395,共7页

提出了基于弹簧法的两点改进,以解决边界发生大变形时的非结构网格变形问题。为了使边界运动引起的网格变形能更好地由边界传递到内部网格中,提出了一种新的基于Delaunay网格插值的弹簧倔强系数逐层改进方法。为了提高弹簧法的计算效率... 提出了基于弹簧法的两点改进,以解决边界发生大变形时的非结构网格变形问题。为了使边界运动引起的网格变形能更好地由边界传递到内部网格中,提出了一种新的基于Delaunay网格插值的弹簧倔强系数逐层改进方法。为了提高弹簧法的计算效率,引入背景网格和直接插值方法,提出了弹簧-插值法。弹簧-插值法首先生成计算域的背景网格(粗网格),然后由弹簧法求解边界运动引起的背景网格变形,最后利用变形后的背景网格直接插值得到计算网格的变形。算例结果表明:改进后的方法一方面有效地提高了动网格的变形能力和变形后的网格质量;另一方面通过降低弹簧法的求解规模,显著地提高了动网格的变形效率。 展开更多

关键词 动网格 网格变形 非结构网格 弹簧法 背景网格 Delaunay网格

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基于背景网格的混凝土细观力学预处理方法 被引量：24

3

作者 秦川 郭长青 张楚汉 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期941-948,共8页

为提高混凝土细观力学预处理的效率与骨料投放含量,并适应不同体积、不同骨料含量混凝土的细观数值模拟要求,本文提出了一种新的预处理方法。该方法在骨料投放阶段,首先形成投放区域的背景网格以及对应网格点的状态矩阵,用以进行骨料的... 为提高混凝土细观力学预处理的效率与骨料投放含量,并适应不同体积、不同骨料含量混凝土的细观数值模拟要求,本文提出了一种新的预处理方法。该方法在骨料投放阶段,首先形成投放区域的背景网格以及对应网格点的状态矩阵,用以进行骨料的投放定位以及骨料间相互侵入的判定,提高了投放的效率和骨料含量;其次,在细观有限元剖分阶段,利用已有的背景网格状态矩阵完成混凝土细观三相介质的坐标生成,简化了预处理过程。同时,采用分级配随机投放的方式,可保证投放的随机性以及级配分布的合理性。实例证明,该方法实现的二维投放骨料含量可达到80%,三维可达到60%,为细观混凝土数值模拟的预处理提供了一种有力的工具。 展开更多

关键词 混凝土细观力学 随机骨料模型 背景网格 骨料投放方法 细观有限元筛分

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压力载荷下的结构拓扑-形状协同优化 被引量：10

4

作者 张卫红 杨军刚 朱继宏 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2335-2341,共7页

压力载荷作用下的结构轻量化设计是工程中的常见问题,由于压力加载面的可设计性,现有以固定载荷为基础的拓扑优化技术不能很好地处理这类问题。直接采用CAD参数化样条或B样条曲线描述压力加载面,通过拓扑和形状变量的联合优化满足了工... 压力载荷作用下的结构轻量化设计是工程中的常见问题,由于压力加载面的可设计性,现有以固定载荷为基础的拓扑优化技术不能很好地处理这类问题。直接采用CAD参数化样条或B样条曲线描述压力加载面,通过拓扑和形状变量的联合优化满足了工程实际对结构轻量化与边界的功能性与光滑性设计要求。同时,为了避免结构边界形状变化时有限元网格刷新引起的定义拓扑伪密度变量的困难,用所提出的背景网格和密度点技术实现了每一步单元密度设计迭代结果的自动传递,并采用网格变形技术实现了形状设计变量灵敏度分析。采用4个数值算例验证了方法的有效性,其中发动机承力框架的设计结果充分说明该方法在航空结构设计中的重要应用价值。 展开更多

关键词 拓扑优化 形状优化 压力载荷 轻量化设计 背景网格

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无网格方法在平面粘弹性力学问题中的应用 被引量：5

5

作者 朱媛媛 胡育佳 程昌钧 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2006年第3期404-412,共9页

本文综合应用无网格方法(EFGM)、线性粘弹性与弹性力学之间的对应原理,Laplace变换和逆变换等方法求解了拟静态平面弹性和粘弹性力学问题。首先,利用Laplace变换和逆变换推导了平面问题的粘弹性本构关系,建立了拟静态粘弹性平面问题的... 本文综合应用无网格方法(EFGM)、线性粘弹性与弹性力学之间的对应原理,Laplace变换和逆变换等方法求解了拟静态平面弹性和粘弹性力学问题。首先,利用Laplace变换和逆变换推导了平面问题的粘弹性本构关系,建立了拟静态粘弹性平面问题的边值问题;其次,利用粘弹性与弹性力学之间的对应原理得到了Laplace变换域中平面问题的基本方程,在Laplace变换域中建立了相应的泛函,并得到了用无网格方法离散的控制方程;同时,求解了几个拟静态弹性和粘弹性平面问题,给出了它们的表达式和数值结果;最后,采用Laplace逆变换和数值逆变换,得到了粘弹性力学平面问题在物理空间中的解,并比较了由解析解和无网格数值方法所得到的数值结果,可以看到它们是非常吻合的。说明本文方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 拟静态粘弹性平面问题 Laplace变换和数值逆变换 无网格方法 背景网格

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全级配混凝土三轴受压静态力学性能数值分析

6

作者 谢艳芳 黄舜 +2 位作者 褚超 袁清驰 何鑫 《中文科技期刊数据库（引文版）工程技术》 2024年第3期0200-0205,共6页

为研究全级配混凝土在三轴静态受压作用下的力学特性,本文基于蒙特卡洛方法和骨料级配理论建立了三维全级配混凝土细观几何模型,并采用三维背景网格识别算法,对模型中的各材料组分进行了识别与分类。在此基础上,开展了不同侧向压应力、... 为研究全级配混凝土在三轴静态受压作用下的力学特性,本文基于蒙特卡洛方法和骨料级配理论建立了三维全级配混凝土细观几何模型,并采用三维背景网格识别算法,对模型中的各材料组分进行了识别与分类。在此基础上,开展了不同侧向压应力、应力比下全级配混凝土三轴静态受压数值模拟,分析了全级配混凝土的三轴受压力学性能。结果表明:随着侧向压应力、应力比增大,混凝土三轴受压应力-应变曲线下降段更加平缓;抗压强度随侧向压应力、应力比的增大而增大;基于八面体应力空间的Bresler破坏准则,经验证与模拟数据吻合较好。 展开更多

关键词 全级配混凝土 三轴抗压强度 背景网格 数值模拟

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基于Bowyer-Watson法的Delaunay三角网格的一些改进 被引量：4

7

作者 李景焕 《天津商学院学报》 2007年第3期33-37,47,共6页

提出用“有向线段推进法”生成初始网格,生成的三角形都在计算区域内,避免了删除计算区域外的多余三角形,这对凹域或多连通区域来说,大大减轻了工作量。本文通过尺寸函数来控制内部网格点的分布,用“背景网格法”生成复杂区域的尺寸函数。

关键词 DELAUNAY三角剖分 凹域或多连通区域 初始网格 背景网格

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一种高颗粒填充率丁羟推进剂二维细观模型生成方法 被引量：5

8

作者 张镇国 侯晓 +1 位作者 郜婕 翁琳 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2302-2307,共6页

为了从机制上认识推进剂的宏观力学性能和试验现象,对推进剂开展细观力学研究十分必要,而代表体积单元(RVE)则是细观力学研究中的重要部分。在随机序列吸附(RSA)方法的基础上,提出将投递区域离散为背景网格,再进行二次随机投递,可以生成... 为了从机制上认识推进剂的宏观力学性能和试验现象,对推进剂开展细观力学研究十分必要,而代表体积单元(RVE)则是细观力学研究中的重要部分。在随机序列吸附(RSA)方法的基础上,提出将投递区域离散为背景网格,再进行二次随机投递,可以生成80vol%颗粒含量的细观模型,模型生成效率相较于传统RSA方法有所提高。采用Python语言编程,利用ABAQUS的二次开发接口,实现了推进剂RVE模型的快捷生成,并加载周期性边界条件。采用模型生成实例说明了本文方法的有效性,为开展推进剂的细观分析提供了参考依据。 展开更多

关键词 代表体积单元(RVE)模型 细观力学 背景网格 固体推进剂 周期性边界条件

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无网格法中节点非均匀自动布置及背景网格生成 被引量：4

9

作者 刘红生 杨玉英 李晶 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期201-205,共5页

针对形状复杂的区域,提出了一种基于节点间距函数的非均匀节点自动布置和背景网格的生成算法。该算法对不规则区域适应能力强,节点可任意加密,无需人工干预,且有实现简单、耗时少等特点。这些自动布置的离散节点可直接用于无网格数值计... 针对形状复杂的区域,提出了一种基于节点间距函数的非均匀节点自动布置和背景网格的生成算法。该算法对不规则区域适应能力强,节点可任意加密,无需人工干预,且有实现简单、耗时少等特点。这些自动布置的离散节点可直接用于无网格数值计算。用所布置的节点进一步生成背景网格简单易行且高效,生成的背景网格还可直接用来进行后置处理。 展开更多

关键词 无网格法 节点间距函数 背景网格 数值计算

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基于背景网格的混合网格变形方法 被引量：4

10

作者 郑冠男 杨国伟 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期473-481,共9页

混合网格已广泛应用于复杂外形的粘性流动模拟,能否将其推广应用于气动弹性研究,混合网格的变形方法成为主要问题。发展了一种混合网格变形方法,即生成一套非结构四面体背景网格,采用弹簧网络法进行背景网格变形,在背景网格与流场计算的... 混合网格已广泛应用于复杂外形的粘性流动模拟,能否将其推广应用于气动弹性研究,混合网格的变形方法成为主要问题。发展了一种混合网格变形方法,即生成一套非结构四面体背景网格,采用弹簧网络法进行背景网格变形,在背景网格与流场计算的CFD网格之间建立一种快速的代数插值方法,获得流场计算的混合网格变形。由于背景网格仅用于网格变形,不参与流场计算,物面网格可以与流场计算网格不一致,大大减少网格数量,提高弹簧网络法的变形能力和计算效率,进而提升流场计算混合网格的变形能力和计算效率。对于复杂外形流场网格和背景网格在物面的不一致可能造成的覆盖不完全问题,提出了同时生成覆盖流体域和固体域的多套非结构背景网格的方法,保证复杂外形计算时混合网格的高质量变形。由于背景网格采用全三维的线弹簧加扭转弹簧的动网格变形方法,大大提高了大变形的网格变形能力。首先以M 6机翼的非结构和混合网格变形为例,与已有方法比较,验证本文方法的有效性;其次运用于三维转动、平动、弯曲变形等典型工况,说明方法对大变形的实用性;最后运用于气动弹性标模和机翼带外挂导弹的复杂外形的颤振特性计算,说明其处理复杂工程问题的能力。 展开更多

关键词 动网格方法 背景网格 弹簧网络法 代数插值 气动弹性

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一种三维有限元网格生成的新方法 被引量：3

11

作者 谢倩茹 耿国华 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第7期2200-2202,共3页

针对三维有限元网格的生成速度较慢并且网格质量不高的问题,提出了一种基于约束波前法的三维有限元网格生成算法。算法的主要思想是用背景网格提高网格单元的可控性,避免网格单元生成时验证有效性的计算量,从而快速生成高质量的三维有... 针对三维有限元网格的生成速度较慢并且网格质量不高的问题,提出了一种基于约束波前法的三维有限元网格生成算法。算法的主要思想是用背景网格提高网格单元的可控性,避免网格单元生成时验证有效性的计算量,从而快速生成高质量的三维有限元网格。算法首先借助八叉树方法生成背景网格,其次利用背景网格的密度对模型表面进行三角剖分得到初始波前,然后依据背景网格的特征生成实体网格单元,最后对得到的结果进行优化。实验证明,结合了八叉树和推进波前法的三维网格生成算法降低了波前法的时间复杂度,将其效率提高了20%,而且能得到更高质量的网格。 展开更多

关键词 有限元 网格生成 背景网格 推进波前法 八叉树

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积分背景网格对自适应EFG法拓扑优化的影响研究 被引量：2

12

作者 伍贤洪 龚曙光 +1 位作者 曾兴国 钟勇文 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期693-698,共6页

采用应力能量范数作为误差指标,探讨了EFG法中积分背景网格对计算精度的影响,得到了合理划分背景网格的建议;建立了以节点密度为设计变量、以最小化柔度为优化目标的拓扑优化模型。采用以节点密度值为加点判据的自适应规则加点方案,开... 采用应力能量范数作为误差指标,探讨了EFG法中积分背景网格对计算精度的影响,得到了合理划分背景网格的建议;建立了以节点密度为设计变量、以最小化柔度为优化目标的拓扑优化模型。采用以节点密度值为加点判据的自适应规则加点方案,开展了连续体结构的拓扑优化研究,该加点方案能有效地减少设计变量的个数,探讨了背景网格对拓扑优化结果的影响。算例结果表明,采用合适的背景网格不仅能进一步减少设计变量的个数,而且能够改善拓扑优化结果的光滑性,使计算效率和精度得到提高。 展开更多

关键词 拓扑优化 无网格GALERKIN法 自适应 背景网格 误差估计

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基于边界节点法的MATLAB工具箱开发 被引量：2

13

作者 林继 陈文 《计算机辅助工程》 2012年第2期76-80,共5页

0引言 Helmholtz方程作为简化的波动方程,长期以来备受关注.求解Helmholtz方程的数值方法主要有有限差分法、有限元法和边界元法等.这些方法主要基于网格近似或者需要背景网格积分,在处理高波数或高频率Helmholtz方程及高维问题时存在... 0引言 Helmholtz方程作为简化的波动方程,长期以来备受关注.求解Helmholtz方程的数值方法主要有有限差分法、有限元法和边界元法等.这些方法主要基于网格近似或者需要背景网格积分,在处理高波数或高频率Helmholtz方程及高维问题时存在网格划分困难和内存消耗大等缺点.基于点的近似思想,无网格方法在一定程度上减少对网格的依赖,甚至不需要网格。 展开更多

关键词 MATLAB工具箱 边界元法 HELMHOLTZ方程 节点法 背景网格 开发 有限差分法 无网格方法

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基于结构嵌套网格的流场数值模拟 被引量：1

14

作者 杨博 丁锋 胡光初 《中国科技信息》 2022年第6期35-37,共3页

文章基于结构嵌套网格对旋翼、机身进行流场数值模拟研究。流场区域被分为多个相互嵌套的子区域,即背景网格和部件网格,各重叠区域通过插值传递流场信息。流动控制方程采用非定常Euler方程,空间离散采用Jameson有限体积法,时间推进采用... 文章基于结构嵌套网格对旋翼、机身进行流场数值模拟研究。流场区域被分为多个相互嵌套的子区域,即背景网格和部件网格,各重叠区域通过插值传递流场信息。流动控制方程采用非定常Euler方程,空间离散采用Jameson有限体积法,时间推进采用双时间步长法。通过对旋翼、机身进行数值模拟,将计算结果与试验结果对比,吻合较好,表明本文方法得到的结果是准确可信的。 展开更多

关键词 嵌套网格 空间离散 背景网格 重叠区域 流动控制方程 有限体积法 流场数值模拟 旋翼

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一种新型的直角网格生成方法及应用研究 被引量：1

15

作者 万铮 伍贻兆 刘学强 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期284-287,共4页

提出了一种基于背景网格的直角网格新型生成方法。背景网格是用来提供网格加密的信息 ,通过网格尺度与所得计算参数的比较 ,定量判断确定网格是否需要加密 ;而在求解 Euler方程计算中 ,采用的是 Jameson的有限体积法 ,它可以适合任意形... 提出了一种基于背景网格的直角网格新型生成方法。背景网格是用来提供网格加密的信息 ,通过网格尺度与所得计算参数的比较 ,定量判断确定网格是否需要加密 ;而在求解 Euler方程计算中 ,采用的是 Jameson的有限体积法 ,它可以适合任意形状的网格单元 ,以及四步 Runge-Kutta时间推进。本文对 NACA0 0 1 2翼型和复杂多段翼型等问题进行了数值实验。结果表明 ,这种网格生成方法易于推广到三维情况中去 ,具有网格生成时间短 ,收敛速度快 。 展开更多

关键词 直角网格 背景网格 EULER方程 有限体积法 流体力学

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一种基于子域分解的表面混合网格生成方法 被引量：1

16

作者 汪攀 韩磊 +2 位作者 鞠传明 池宝涛 张见明 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期683-688,共6页

提出了一种新的基于子域分解的混合网格生成方法。该方法首先用映射法生成结构化背景网格,并确定实体表面上包含的小孔、键槽等小特征在背景网格中的位置,然后删除这些小特征覆盖的背景网格,并在这些区域内生成三角形网格,最后将剩余的... 提出了一种新的基于子域分解的混合网格生成方法。该方法首先用映射法生成结构化背景网格,并确定实体表面上包含的小孔、键槽等小特征在背景网格中的位置,然后删除这些小特征覆盖的背景网格,并在这些区域内生成三角形网格,最后将剩余的背景网格和生成的三角形网格合并,得到整个目标域的网格。该算法综合了映射法效率高、网格质量好、四边形网格计算精度高,以及三角形网格几何适应能力强的优势。数值实验表明,针对复杂的实体表面,新方法能够全自动地生成质量较好的混合网格,生成的网格质量及算法效率均优于传统的推进波前法和铺砖法。 展开更多

关键词 混合网格 背景网格 网格生成 子域分解

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基于无单元伽辽金法和Matlab遗传算法工具箱的结构形状优化研究 被引量：1

17

作者 陈仁科 龚曙光 +1 位作者 黄云清 张建平 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第6期827-830,833,共5页

将无网格Galerkin法(element-free Galerkin method,EFGM)和改进的Matlab遗传算法工具箱(matlab genetic toolbox,MGT)相结合,提出了一种新的连续体结构形状优化设计方法。针对形状优化设计的特点,建立了一种规则网格与有限元网格混合的... 将无网格Galerkin法(element-free Galerkin method,EFGM)和改进的Matlab遗传算法工具箱(matlab genetic toolbox,MGT)相结合,提出了一种新的连续体结构形状优化设计方法。针对形状优化设计的特点,建立了一种规则网格与有限元网格混合的EFG积分背景网格法。详细介绍了M函数文件的修改方法,解决了现有Matlab遗传算法工具箱不能直接施加的非线性与隐性约束条件的难题。最后,完成了一个工程实例的结构形状优化,优化结果表明该方法是有效可行的。 展开更多

关键词 形状优化 无网格法 无单元伽辽金法 MATLAB遗传算法工具箱 背景网格

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非结构化网格生成中背景网格对源的响应

18

作者 王旭 赵斌 张建邦 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期218-220,共3页

背景网格对源的响应方法对非结构网格的生成具有重要意义,如果背景网格参数能恰当地反映出源的变化,则所生成的非结构网格就能满足网格设计的要求。将背景网格的三角形单元分为7个子域,根据源在单元中的位置对网格进行局部加密或变形,... 背景网格对源的响应方法对非结构网格的生成具有重要意义,如果背景网格参数能恰当地反映出源的变化,则所生成的非结构网格就能满足网格设计的要求。将背景网格的三角形单元分为7个子域,根据源在单元中的位置对网格进行局部加密或变形,使每一个源点都与一个背景网格结点相对应,再通过求解热传导方程,使背景网格参数分布光滑,基本反映网格设计的要求,从而提高了非结构化网格的生成质量。 展开更多

关键词 背景网格 源 自动响应 阵面推进法 非结构网格

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基于Delaunay图的动网格生成方法 被引量：1

19

作者 吕超 刘君 刘瑜 《四川兵工学报》 CAS 2010年第12期127-129,共3页

对一种基于Delaunay图的动网格方法进行了研究,通过与弹簧近似方法进行比较,得出基于Delaunay图的动网格方法,该方法具有较强的变形能力,且不需要迭代,效率更高。对该方法做了一些改进,极大地提高了动网格的变形能力。用该方法生成了鱼... 对一种基于Delaunay图的动网格方法进行了研究,通过与弹簧近似方法进行比较,得出基于Delaunay图的动网格方法,该方法具有较强的变形能力,且不需要迭代,效率更高。对该方法做了一些改进,极大地提高了动网格的变形能力。用该方法生成了鱼类游动过程的动网格,验证了该方法具有高可靠性和较强的变形能力。 展开更多

关键词 非结构变形网格 Delaunay图 背景网格 弹簧近似 鱼类游动

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面向有限元网格生成的单元尺寸场光滑化算法

20

作者 曾丽娟 李绍磊 朱朝艳 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第5期1427-1430,共4页

针对单元尺寸场的合适与否会直接影响到后续有限元网格质量的问题,提出一种尺寸修正算法来优化单元尺寸场。在Borouchaki等提出的H变化量(BOROUCHAKI H,HECHT F,FREY P J.Mesh gradation control.International Journal for Numerical M... 针对单元尺寸场的合适与否会直接影响到后续有限元网格质量的问题,提出一种尺寸修正算法来优化单元尺寸场。在Borouchaki等提出的H变化量(BOROUCHAKI H,HECHT F,FREY P J.Mesh gradation control.International Journal for Numerical Methods in Engineering,1998,43(6):1143-1165)的基础上,引入尺寸梯度概念,进行一系列公式推导,得到二维的单元尺寸场的合理过渡要求,从而以定义在非结构背景网格的单元尺寸场为例,改进Borouchaki修正算法,提出了一种最少量地重置尺寸场中节点单元尺寸值,最大化地全局光滑单元尺寸场的新算法。最后给出若干实例的网格生成效果图,证明算法能帮助工程应用的模型生成更高质量的网格,跟其他修正算法相比,网格尺寸过渡明显更均匀。 展开更多

关键词 网格生成 有限元 非结构网格 单元尺寸场 光滑化 背景网格

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