具有守恒特性的二维溃坝洪水演进数值模型 被引量：16

1

作者 吴钢锋 贺治国 刘国华 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期683-691,共9页

基于结构网格,采用有限体积法建立了二维水动力学模型,模拟溃坝洪水在复杂实际地形条件下的流动过程。该模型采用中心迎风格式求解界面通量,并结合对界面变量的线性重构,使其具有空间上的二阶精度。分别采用中心差分方法和半隐式方法对... 基于结构网格,采用有限体积法建立了二维水动力学模型,模拟溃坝洪水在复杂实际地形条件下的流动过程。该模型采用中心迎风格式求解界面通量,并结合对界面变量的线性重构,使其具有空间上的二阶精度。分别采用中心差分方法和半隐式方法对底床坡度项和摩擦阻力项进行离散,保证了模型的和谐性和稳定性。对于复杂地形条件下溃坝洪水的模拟,负水深的产生是影响模型稳定的关键因素。当库朗特数小于0.25时,模型能够保证任何时刻的计算水深都是非负的,而无需对负水深单元进行特殊处理。因此,相比于现有的大部分溃坝洪水模型,该模型具有更强的鲁棒性和稳定性。 展开更多

关键词 溃坝 结构网格 二维浅水方程 有限体积法 中心迎风格式 数值和谐性

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尾矿坝溃决砂流数值模拟研究及应用 被引量：11

2

作者 皇甫凯龙 廖文景 +2 位作者 孙志辉 高冠 贺治国 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期171-176,共6页

为研究尾矿坝溃决砂流流动状况,基于二维溃坝水流数值模型及高含沙水流运动研究成果,建立尾矿坝溃决砂流数值模型。采用有限体积法对平面二维砂流运动方程及高浓度非平衡全沙输移方程进行离散求解,并运用中心迎风格式计算网格界面通量,... 为研究尾矿坝溃决砂流流动状况,基于二维溃坝水流数值模型及高含沙水流运动研究成果,建立尾矿坝溃决砂流数值模型。采用有限体积法对平面二维砂流运动方程及高浓度非平衡全沙输移方程进行离散求解,并运用中心迎风格式计算网格界面通量,且通过对界面两侧变量线性重构,使模型具有空间上的二阶精度。为保证模型的稳定性,用中心差分方法和半隐式方法,分别离散求解摩擦阻力项与底床坡度项。应用二维溃坝水流数值模型和尾矿坝溃决砂流数值模型,分别模拟某省尾矿坝溃决洪水、砂流运动状况。分析结果表明,尾矿坝溃决砂流与普通水坝溃决过程显著不同,受含沙量变化以及水流与泥沙相互作用和河床变形的影响,溃决砂流计算所得溃决不同时刻的流速、泥深与溃决洪水计算所得流速和水深有明显区别。 展开更多

关键词 尾矿坝 溃坝 有限体积法 水流泥沙耦合 数值模拟

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某迫击炮炮口流场数值模拟与分析 被引量：10

3

作者 黄欢 何永 蔺月敬 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2012年第4期63-67,共5页

为研究迫击炮超压值对人体的影响,模拟了弹丸出炮口后的流场。考虑了炮膛与弹丸定心部间隙的内弹道经典模型,计算内弹道参数。根据内弹道计算结果初始化弹丸在炮口时的膛内流场,然后模拟膛内气体流空形成的炮口流场,过程引入了火药气体... 为研究迫击炮超压值对人体的影响,模拟了弹丸出炮口后的流场。考虑了炮膛与弹丸定心部间隙的内弹道经典模型,计算内弹道参数。根据内弹道计算结果初始化弹丸在炮口时的膛内流场,然后模拟膛内气体流空形成的炮口流场,过程引入了火药气体与弹丸运动的耦合作用。计算过程采用分块网格的整体运动处理方法和结构化网格动态层变方法。计算结果捕捉到清晰瓶状激波系,详细分析了炮口周围不同监测点的超压值及膛内气体流空过程,对炮口冲击波的研究具有指导意义。 展开更多

关键词 迫击炮 流场 耦合 弹丸 结构化网格

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三旋流燃烧室的数值模拟与试验 被引量：9

4

作者 莫妲 程明 +2 位作者 万斌 张军峰 林宏军 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2568-2575,共8页

为研究三旋流高温升燃烧组织技术,借助CFD技术对三旋流单头部燃烧室进行了数值模拟,采用结构化网格生成技术、realizable k-ε湍流模型、PDF(概率密度)燃烧模型等对其进行模拟计算,获得了燃烧室内流场和燃烧场分布及各方面的燃烧性能参... 为研究三旋流高温升燃烧组织技术,借助CFD技术对三旋流单头部燃烧室进行了数值模拟,采用结构化网格生成技术、realizable k-ε湍流模型、PDF(概率密度)燃烧模型等对其进行模拟计算,获得了燃烧室内流场和燃烧场分布及各方面的燃烧性能参数,同时试验研究了三旋流单头部燃烧室的火焰筒壁温、出口温度分布、燃烧效率、排气冒烟数。结果表明:三旋流燃烧室的温升高达1 130K,燃烧效率超过99%,火焰筒壁温分布较好,冒烟数不高于20;所采用的数学模型合理、计算方法可行,与试验数据基本吻合,其结果可为三旋流燃烧室设计提供参考。 展开更多

关键词 燃烧室 高温升 三旋流 结构化网格 火焰筒壁温 出口温度分布

原文传递

弹箭外部绕流数值仿真中网格的选择 被引量：6

5

作者 何晓聪 曹红松 +1 位作者 赵捍东 朱基智 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期191-194,共4页

讨论了结构网格和非结构网格在弹箭外流场数值仿真中的特点,提出了弹箭外部绕流数值仿真中选择网格的三点原则。以某火箭弹外部绕流数值仿真为例,对比了采用结构网格和非结构网格进行仿真时的内存占有量、CPU时间以及计算精度,其结果分... 讨论了结构网格和非结构网格在弹箭外流场数值仿真中的特点,提出了弹箭外部绕流数值仿真中选择网格的三点原则。以某火箭弹外部绕流数值仿真为例,对比了采用结构网格和非结构网格进行仿真时的内存占有量、CPU时间以及计算精度,其结果分析对弹箭外部绕流数值仿真中网格的选择具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 外部绕流 结构网格 非结构网格 数值仿真

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拓扑映射法划分结构化六面体网格在水利工程方面的应用 被引量：4

6

作者 李扬 唐巨山 张婷 《水利与建筑工程学报》 2011年第3期134-137,共4页

网格划分是数值模拟的前处理阶段,划分的网格主要有结构化与非结构化之分,结构化网格较非结构化网格在提高计算精度,加快收敛速度方面有一定的优越性。本文应用拓扑映射法对较复杂几何外形的计算域进行结构化网格划分,并将此方法应用于... 网格划分是数值模拟的前处理阶段,划分的网格主要有结构化与非结构化之分,结构化网格较非结构化网格在提高计算精度,加快收敛速度方面有一定的优越性。本文应用拓扑映射法对较复杂几何外形的计算域进行结构化网格划分,并将此方法应用于水利工程的实际模拟中,得到高质量结果化六面体网格,验证了此种网格划分方法在水利工程实际应用中的可行性。 展开更多

关键词 结构化网格 拓扑映射法 水利工程

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离心泵的内部流场分析 被引量：4

7

作者 叶建平 向阳 王永远 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2008年第2期374-376,共3页

根据离心泵叶轮通道的几何和流场特点,探讨离心泵叶轮通道的结构化网格划分中的一些处理方法,同时应用标准k-ε紊流模型对离心泵叶轮内部的三维紊流流动进行雷诺平均N-S方程的数值计算与分析.分析了离心泵叶轮旋转对流速分布、压力分布... 根据离心泵叶轮通道的几何和流场特点,探讨离心泵叶轮通道的结构化网格划分中的一些处理方法,同时应用标准k-ε紊流模型对离心泵叶轮内部的三维紊流流动进行雷诺平均N-S方程的数值计算与分析.分析了离心泵叶轮旋转对流速分布、压力分布的影响,研究了离心泵叶轮通道内流动规律,得出作用于蜗壳上的径向力变化规律. 展开更多

关键词 离心泵 叶轮 结构网格 CFD分析

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UUV海底定点停驻受力特性及稳定性分析 被引量：4

8

作者 宋保维 朱信尧 +1 位作者 单志雄 王鹏 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期94-101,共8页

在简单介绍海底定点停驻UUV概念及工作过程的基础上,建立了其在海底时的稳定性分析模型,并推导出了航行器负浮力、主轴与两支撑点之间的半角θ、流体动力Fx、Fy之间的关系。为了研究航行器在海底时的流体动力特性,采用Ansys ICEM对其离... 在简单介绍海底定点停驻UUV概念及工作过程的基础上,建立了其在海底时的稳定性分析模型,并推导出了航行器负浮力、主轴与两支撑点之间的半角θ、流体动力Fx、Fy之间的关系。为了研究航行器在海底时的流体动力特性,采用Ansys ICEM对其离海底不同距离及海底有不同倾角时的情况进行结构化的网格划分,并应用CFX软件对其在不同水流速度下的外围流场进行数值仿真,得到了其在海底时所受侧向力、升力随距海底的距离、海水流速及海底倾角的变化趋势。最后,对航行器在海底时的稳定性进行了分析并得到了一组能够保证航行器海底稳定的较好参数。 展开更多

关键词 无人水下航行器 海底定点停驻 水动力特性 稳定性 CFX数值模拟 结构化网格

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基于CFD的KN95口罩边缘泄漏率研究

9

作者 冯梦奇 刘倍托 +3 位作者 王小东 顾少飞 盛鸿斌 俞艳蓉 《宁夏工程技术》 CAS 2023年第2期117-121,127,共6页

针对口罩边缘泄漏问题,基于Ansys Fluent平台,利用SST k-ω模型和离散相模型,以KN95口罩为例,对颗粒物在口罩与脸部形成的泄漏缝隙中的流动情况进行模拟,研究了在不同呼吸强度下,不同粒径颗粒物经口罩边缘泄漏时,流体入口速度对口罩泄... 针对口罩边缘泄漏问题,基于Ansys Fluent平台,利用SST k-ω模型和离散相模型,以KN95口罩为例,对颗粒物在口罩与脸部形成的泄漏缝隙中的流动情况进行模拟,研究了在不同呼吸强度下,不同粒径颗粒物经口罩边缘泄漏时,流体入口速度对口罩泄漏率的影响。结果表明:相同呼吸强度下,泄漏率随粒径增大而减小,呼吸强度较弱和较强两种条件下对应的颗粒物泄漏率随粒径增加分别呈现出快速和缓慢下降趋势;粒径小于0.5μm颗粒物的泄漏率随着呼吸强度增强先增大后减小,且粒径越小,泄漏率越高;对于粒径大于0.5μm的颗粒物,泄漏率随呼吸强度增强整体呈减小趋势,当入口速度介于0.3~0.7 m/s时,其泄漏率出现了明显的增加。 展开更多

关键词 FLUENT 口罩 结构化网格 泄漏率

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流固移动边界网格剖分和更新的改进弹簧近似法 被引量：2

10

作者 邓麟勇 周岱 赵尧军 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期994-998,1004,共6页

在分析顶点弹簧近似法基础上,改进标准弹簧近似法,推导出修正弹簧刚度,以提高其对大扭曲变形的适应能力.通过NACA0012翼型非结构化网格流场算例检验在大变形下,改进弹簧近似法生成网格的质量.通过映射方法,把改进弹簧近似法用于结构化网... 在分析顶点弹簧近似法基础上,改进标准弹簧近似法,推导出修正弹簧刚度,以提高其对大扭曲变形的适应能力.通过NACA0012翼型非结构化网格流场算例检验在大变形下,改进弹簧近似法生成网格的质量.通过映射方法,把改进弹簧近似法用于结构化网格,提高网格更新质量.引入网格单元的长宽比和倾斜度等2个参数以定量分析网格质量.分析表明,改进弹簧近似法亦可有效地运用于结构化网格.通过二维圆柱绕流算例验证了用本文方法在网格更新方面的正确性. 展开更多

关键词 弹簧近似法 非结构化网格 结构化网格 网格更新

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钝体逆向喷流减阻降温数值仿真研究 被引量：2

11

作者 王立强 钱勤建 《航空科学技术》 2019年第5期75-81,共7页

本文采用基于结构化网格的Navier-Stokes方程数值模拟方法,开展基于不同来流迎角逆向喷流技术的钝体减阻降温影响研究。结果显示,随着来流迎角变化,无喷流状态的钝体阻力大小基本无变化,而有喷流状态的阻力随迎角增大而单调增大,上母线... 本文采用基于结构化网格的Navier-Stokes方程数值模拟方法,开展基于不同来流迎角逆向喷流技术的钝体减阻降温影响研究。结果显示,随着来流迎角变化,无喷流状态的钝体阻力大小基本无变化,而有喷流状态的阻力随迎角增大而单调增大,上母线有喷流状态热流值均小于无喷流状态,而下母线远离喷口位置的壁面温度基本无减少。背风侧与迎风侧的壁面压力及热流分布发生明显变化。 展开更多

关键词 结构化网格 数值模拟方法 迎角 逆向喷流 减阻降温

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大跨度屋盖结构平均风压和脉动风压研究 被引量：2

12

作者 任超洋 尤本祥 +2 位作者 宋志强 孙远辰 温阿强 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2019年第10期86-95,共10页

依托大涡模拟方法(LES),并与计算风工程(CWE)相结合,对平屋盖、球面屋盖、鞍形屋盖及悬挑屋盖的风荷载分布、绕流形式进行了研究,主要完成以下工作:①利用商业软件ICEM CFD建立4种大跨度结构的模型,并对其划分结构性网格。②为了模拟接... 依托大涡模拟方法(LES),并与计算风工程(CWE)相结合,对平屋盖、球面屋盖、鞍形屋盖及悬挑屋盖的风荷载分布、绕流形式进行了研究,主要完成以下工作:①利用商业软件ICEM CFD建立4种大跨度结构的模型,并对其划分结构性网格。②为了模拟接近自然的湍流来流形式,通过研究软件的用户自定义命令(UDF)对入口湍流来流的速度、湍动能和湍流耗散率编写了相应的程序。③计算出平屋盖的平均风压系数和脉动风压系数,并与试验数据进行比较,验证了本文方法的可行性。④球面屋盖模型选用杭州国际会议中心、鞍形屋盖选用矢跨比相同的模型,分别在0°、45°、90°这3种不同风向角下计算(悬挑屋盖分为闭口式和开口式两种),通过计算得出以上模型的平均风压系数和脉动风压系数,并得出结论。 展开更多

关键词 大跨度屋盖 大涡模拟 结构性网格 UDF 平均风压系数 脉动风压系数

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非结构化网格中圆管流动的传热计算 被引量：1

13

作者 张敏 武淑萍 马倩 《南京工程学院学报（自然科学版）》 2006年第3期24-29,共6页

圆管道内充分发展的层流和传热是热传导方程应用中一个有趣而重要的分支.本文给出几种在不同流道几何形状和热边界条件下,用非结构化网格方法进行数值计算的结果,并与结构化网格的计算结果进行比较分析,从而证明本方法和所给程序的正确... 圆管道内充分发展的层流和传热是热传导方程应用中一个有趣而重要的分支.本文给出几种在不同流道几何形状和热边界条件下,用非结构化网格方法进行数值计算的结果,并与结构化网格的计算结果进行比较分析,从而证明本方法和所给程序的正确性和实用性. 展开更多

关键词 结构化网格 非结构化网格 热传导方程 圆管流动

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基于图剖分的多块结构网格负载平衡方法 被引量：1

14

作者 刘宏康 阎超 +1 位作者 林博希 赵雅甜 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期72-81,共10页

负载平衡是影响并行计算性能的重要因素。针对多块结构网格,给出了一种改进的多层次图剖分负载平衡方法。该方法设计了新的网格剖分算法,采用改进的子块分裂方法与图剖分算法的循环调用实现结构对接网格剖分,并通过建立不同物体重叠网... 负载平衡是影响并行计算性能的重要因素。针对多块结构网格,给出了一种改进的多层次图剖分负载平衡方法。该方法设计了新的网格剖分算法,采用改进的子块分裂方法与图剖分算法的循环调用实现结构对接网格剖分,并通过建立不同物体重叠网格间的连接关系,实现了结构重叠网格的负载平衡。采用2个典型算例对方法进行了对比验证,数值结果表明,子块分裂方法对剖分结果具有重要影响,采用循环调用算法及改进的子块分裂方法能有效地实现计算负载均衡及通信量优化,同时显著减少了网格块数及因虚网格导致的内存需求,有利于提高并行效率。该负载平衡方法与网格拓扑无关,适用于多块结构对接网格及重叠网格,且整体型剖分方式对于多块结构重叠网格具有更好的剖分效果。 展开更多

关键词 计算流体力学 并行计算 结构网格 负载平衡 图剖分

原文传递

涡轮叶片气膜孔结构化网格生成

15

作者 张祥 刘勇 +1 位作者 赵璐 李亚清 《计算机应用与软件》 北大核心 2018年第11期159-162,277,共5页

为提高涡轮叶片计算域结构化网格生成效率,缩短数值模拟周期,提出一种处理涡轮叶片气膜孔的结构化网格生成方法。该方法以多块拼接网格方案为基础,建立分区质量评价函数,并以此作为遗传算法的目标函数;对多孔区域进行网格分区并优化分... 为提高涡轮叶片计算域结构化网格生成效率,缩短数值模拟周期,提出一种处理涡轮叶片气膜孔的结构化网格生成方法。该方法以多块拼接网格方案为基础,建立分区质量评价函数,并以此作为遗传算法的目标函数;对多孔区域进行网格分区并优化分区结果;采用超限插值算法生成结构化网格。经检验,该方法在多孔区域可以得到合理分区,生成网格质量较好,满足CFD计算需求。 展开更多

关键词 结构化网格 遗传算法 多块拼接网格 涡轮叶片

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基于两步优化策略的结构网格负载平衡

16

作者 段焰辉 周鑫 +3 位作者 高诗婕茜 林锦星 张怀宝 王光学 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期250-261,共12页

国家数值风洞(NNW)工程旨在发展完全自主知识产权的计算流体力学(CFD)软件,结构网格负载平衡问题研究是该工程中的一个重要组成部分。本文发展了两步优化策略以求解结构化网格的负载平衡问题。第1步优化采用传统的贪婪算法,完成对大块... 国家数值风洞(NNW)工程旨在发展完全自主知识产权的计算流体力学(CFD)软件,结构网格负载平衡问题研究是该工程中的一个重要组成部分。本文发展了两步优化策略以求解结构化网格的负载平衡问题。第1步优化采用传统的贪婪算法,完成对大块网格的剖分和以进程计算时间为指标的网格块分配;第2步采用遗传算法(GA),目标函数兼顾进程计算时间和通信时间,在第1步优化结果的基础上,对网格块在进程上的分配开展二次优化。为准确计算GA的目标函数,构建了一套计算时间和通信时间的建模方法,包括样本生成、模型建立和模型验证,整体方法具有一定的通用性。根据负载平衡问题以及两步优化策略的特点,对GA的编码、交叉、变异和种群初始化进行了研究,详细分析了交叉操作的递归问题及解决方法。算例验证说明建立的进程计算时间和通信时间模型具有较高的计算精度,能够用于GA的目标函数计算;两步优化策略能够在第1步优化的基础上进一步改善优化结果,从而减少CFD问题的整体计算时间,对于计算量巨大的工程问题具有较大的实用价值。 展开更多

关键词 负载平衡 贪婪算法 遗传算法 结构网格 国家数值风洞(NNW)工程

原文传递

基于二维结构化网格的间断Galerkin方法研究

17

作者 李喜乐 杨永 张冬云 《航空计算技术》 2009年第4期47-50,共4页

在二维结构化网格上,对求解Euler方程的间断Galerkin方法进行了研究。应用二阶、三阶精度的间断Galerkin方法对绕NACA0012翼型的跨音速无粘流动进行了数值模拟。在整体逼近精度基本保持不变的前提下,采用moment限制器以消除数值解在激... 在二维结构化网格上,对求解Euler方程的间断Galerkin方法进行了研究。应用二阶、三阶精度的间断Galerkin方法对绕NACA0012翼型的跨音速无粘流动进行了数值模拟。在整体逼近精度基本保持不变的前提下,采用moment限制器以消除数值解在激波附近的伪振荡。数值结果表明,间断Galerkin方法能够很好地模拟流场,准确捕捉激波;moment限制器成功抑制了激波附近的伪振荡;高阶格式具有比低阶格式更强的激波捕捉能力。 展开更多

关键词 间断GALERKIN方法 结构化网格 moment限制器

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二维等谱问题研究的计算数学框架

18

作者 孙家昶 张娅 《计算数学》 CSCD 北大核心 2017年第3期229-286,共58页

等谱问题是数学、物理诸学科关注的一个热点问题,本文总结并诠释了二维等谱问题的内在计算数学性质与规律:利用镜像反演讨论等谱对的几何结构(不等距而谱相等);把一般文献中假定的特殊三角形扩展到一般的三角形或者矩形;研究特征函数的... 等谱问题是数学、物理诸学科关注的一个热点问题,本文总结并诠释了二维等谱问题的内在计算数学性质与规律:利用镜像反演讨论等谱对的几何结构(不等距而谱相等);把一般文献中假定的特殊三角形扩展到一般的三角形或者矩形;研究特征函数的正交结构,把特定的Laplace等谱问题扩展到一般零边值的二阶线性椭圆算子等谱问题.指出合理的粗网格对于研究等谱问题及其计算的重要性:两个连续问题等谱成立的充分必要条件是存在自然粗网格使其离散问题谱相等.文中给出的数值例子与特征值近似逼近验证了相应的结论,所用的方法原则上可用于研究三维乃至高维的PDE等谱问题. 展开更多

关键词 PDE特征值问题 节点线 等谱问题 镜像反演 结构化网格 移植矩阵

原文传递

二维自适应结构网格的变分生成方法 被引量：5

19

作者 于明 《计算物理》 CSCD 北大核心 2004年第1期27-34,共8页

　提出一种二维结构网格的自适应生成方法,即采用变分方程控制网格的疏密程度以及光滑性、正交性和正规性,并且所有的控制方程具有一致的量纲.几个数值算例表明,给出的网格自适应生成方法能够较好地收敛到方程的唯一解,同时产生性质良... 　提出一种二维结构网格的自适应生成方法,即采用变分方程控制网格的疏密程度以及光滑性、正交性和正规性,并且所有的控制方程具有一致的量纲.几个数值算例表明,给出的网格自适应生成方法能够较好地收敛到方程的唯一解,同时产生性质良好的二维自适应结构网格. 展开更多

关键词 二维结构网格 自适应性 变分方程 流体力学 正交性 坐标变换 泛函变换

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结构化与非结构化网格中的导热计算 被引量：3

20

作者 武淑萍 张敏 商立英 《南京工程学院学报（自然科学版）》 2005年第2期11-16,共6页

用基元有限容积方法求解热传导问题,同时采用结构化网格和非结构化网格,并和精确解相比较.虽然从两种网格形式,都能得到满意的结果,但结构化网格较三角形非结构化网格在规则区域更精确一些.为了提高非结构化网格的精度,二次扩散项是十... 用基元有限容积方法求解热传导问题,同时采用结构化网格和非结构化网格,并和精确解相比较.虽然从两种网格形式,都能得到满意的结果,但结构化网格较三角形非结构化网格在规则区域更精确一些.为了提高非结构化网格的精度,二次扩散项是十分重要的. 展开更多

关键词 结构化网格 非结构化网格 热传导

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