涡轮冷却叶片CFD网格生成--《南京航空航天大学》2009年硕士论文
涡轮冷却叶片CFD网格生成
【摘要】：非结构化网格对复杂模型具有较强的适应性,因此被广泛地应用到CFD计算当中。本文采用Delaunay算法,利用面向对象的编程技术开发了一套非结构网格生成软件。该网格生成软件可以进行二维平面、三维曲面、三维实体非结构化网格生成以及半结构化网格生成。并且成功地生成了涡轮冷却叶片非结构化网格。
论文详细研究了Delaunay三角剖分的关键问题以及相应的解决方案,包括插点算法、浮点运算误差处理、网格优化技术、边界恢复问题。其中边界恢复问题采用了将一致边界恢复和约束边界恢复相结合的方式,实验证明此种方法能够较好地完成三维网格边界恢复工作,对复杂模型具有一定的适应性。在Delaunay三角剖分算法的基础上,通过引入黎曼度量矩阵完成了曲面非结构网格生成,并给出了黎曼空间下的近似外接圆准则。该方法能够对复杂曲面生成高质量的非结构网格。通过物面映射法生成半结构化网格,并与外层非结构化网格对接形成了混合网格。
根据Delaunay方法的自身特点设计了合理的数据存储结构以及几何拓扑体系;运用C++语言开发了实现非结构化网格生成的各功能模块。并且将该网格生成体系与已有的几何造型体系进行了有机的融合,使得对于特定模型能够快速地生成几何模型和计算网格。
【关键词】：
【学位授予单位】：南京航空航天大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2009【分类号】：V232.4【目录】：
摘要4-5Abstract5-8图表清单8-11第一章 绪论11-15 1.1 研究背景11-12 1.2 网格生成技术概述12-13 1.3 本文研究目的及内容13-15第二章 Delaunay网格生成关键问题研究15-31 2.1 Delaunay三角化基本理论15-16 2.2 Delaunay生成算法16-17 2.3 曲线离散17-18
2.3.1 曲线的单向离散17-18
2.3.2 曲线的双向离散18 2.4 Bowyer-Watson 插点算法18-22
2.4.1 边界点插入算法18-21
2.4.2 内部点插入算法21-22 2.5 浮点运算误差处理22-25
2.5.1 相邻单元树型搜索23-24
2.5.2 健壮的B-W插点内核24-25 2.6 网格后处理及优化25-30
2.6.1 网格质量标准25-26
2.6.2 Laplaceian优化26
2.6.3 拓扑优化26-29
2.6.4 薄元的处理29-30 2.7 本章小结30-31第三章 Delaunay 网格生成:边界恢复31-48 3.1 二维网格生成边界恢复31-35 3.2 三维网格边界恢复方法及基本概念35-36
3.2.1 三维网格边界恢复方法35
3.2.2 基本概念35-36 3.3 一致边界恢复36-43
3.3.1 边界边恢复36-39
3.3.2 边界面恢复39-43 3.4 约束边界恢复43-44
3.4.1 丢失边界边辅助点移除43
3.4.2 丢失边界面辅助点恢复43-44 3.5 网格边界恢复方案及算例44-47
3.5.1 网格边界恢复方案44-45
3.5.2 算例45-47 3.6 本章小结47-48第四章 曲面三角网格生成48-55 4.1 曲面 Delaunay 三角网格生成理论48-51
4.1.1 映射法48-49
4.1.2 参数曲面及黎曼度量49
4.1.3 参数曲面上两点距离49-50
4.1.4 黎曼空间下的外接圆判定准则50-51 4.2 曲面三角网格算例51-54 4.3 本章小结54-55第五章 三维粘性网格生成55-58 5.1 物面映射法55-56 5.2 层推进法56-57 5.3 本章小结57-58第六章 软件开发58-63 6.1 软件架构58-59 6.2 功能模块设计59-61
6.2.1 网格标准定义模块59
6.2.2 网格基础单元模块59-60
6.2.3 网格几何表述模块60
6.2.4 网格生成算法模块60-61 6.3 数据存储结构61-62 6.4 本章小结62-63第七章 网格生成在涡轮冷却叶片上的应用63-71 7.1 二维涡轮冷却叶片网格生成63-68
7.1.1 内部冷却方案63-66
7.1.2 外部冷却方案66-68 7.2 三维涡轮叶片网格生成68 7.3 本章小结68-71第八章 总结71-72参考文献72-75致谢75-76在学期间的研究成果及发表的学术论文76
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式
【引证文献】
中国期刊全文数据库
索奇峰;吴晴;钟易成;李明水;;[J];计算物理;2011年04期
张村元;钟易成;徐伟祖;潘尚能;;[J];航空动力学报;2013年08期
中国硕士学位论文全文数据库
李俊琦;[D];西南交通大学;2012年
【参考文献】
中国博士学位论文全文数据库
刘学强;[D];南京航空航天大学;2002年
陈建军;[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库
徐伟祖;[D];南京航空航天大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库
张鲲鹏;王小玲;朱锦章;;[J];船舶工程;2008年05期
张征,樊未军,杨茂林;[J];工程热物理学报;2003年01期
钟兢军;高海洋;武卉;陆华伟;高洋;丁小娟;王东;;[J];工程热物理学报;2013年01期
李钢;杨凌元;聂超群;朱俊强;徐燕骥;;[J];工程热物理学报;2013年01期
岳彭;谭学者;;[J];四川兵工学报;2013年11期
杨凌元;李钢;赵丽娜;邢双喜;胡宏斌;徐燕骥;杜薇;朱俊强;;[J];工程热物理学报;2014年02期
解衡;王捷;;[J];核动力工程;2011年02期
孙忠民;韩永辉;;[J];黑龙江电力;2006年06期
丁琳;王道波;李猛;张元;;[J];航空兵器;2011年04期
乔洪信,夏爱国,杨立;[J];航空动力学报;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库
郑耀;陈建军;解利军;黄争舸;;[A];中国计算力学大会'2010（CCCM2010）暨第八届南方计算力学学术会议（SCCM8）论文集[C];2010年
王建平;朱春玲;;[A];第二届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2006年
吴秀宽;林森;;[A];探索 创新 交流——第五届中国航空学会青年科技论坛文集(第5集)[C];2012年
郝杰;;[A];第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年
张健新;武卉;高飞龙;;[A];第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年
武卉;高飞龙;张健新;;[A];第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库
穆勇;[D];哈尔滨工程大学;2010年
王忠义;[D];哈尔滨工程大学;2010年
康苏海;[D];大连理工大学;2011年
刘新儒;[D];中南大学;2011年
田佳林;[D];长春理工大学;2011年
魏涛;[D];南京航空航天大学;2009年
李杨;[D];上海交通大学;2011年
金建海;[D];江南大学;2012年
陈海生;[D];中国科学院研究生院（工程热物理研究所）;2002年
吕震;[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库
陈明敏;[D];哈尔滨工程大学;2010年
沈文金;[D];兰州理工大学;2011年
马兆龙;[D];中国科学院研究生院（工程热物理研究所）;2011年
赵晓博;[D];中南大学;2011年
宋巍;[D];哈尔滨工业大学;2010年
许宏博;[D];哈尔滨工业大学;2010年
赵振可;[D];上海交通大学;2011年
张磊;[D];南京航空航天大学;2010年
王玮;[D];南京航空航天大学;2010年
信曦;[D];天津大学;2012年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库
刘福水,葛蕴珊,唐志伟,郭良平;[J];北京理工大学学报;2000年01期
樊友权;[J];电力机车技术;1999年03期
刘捷;安柏涛;蒋洪德;刘建军;;[J];航空动力学报;2009年02期
姚玉;张靖周;郭文;;[J];航空动力学报;2009年03期
戴萍;林枫;;[J];航空动力学报;2009年03期
黄志刚，郑慕侨，于立萍;[J];计算机仿真;1996年01期
张玉东;纪楚群;;[J];计算物理;2006年02期
王永健;赵宁;毛君峰;王东红;;[J];计算物理;2007年03期
王兵;许厚谦;;[J];计算物理;2008年04期
吕振华,伍卓安,李世民;[J];机械强度;2003年06期
中国博士学位论文全文数据库
王文林;[D];浙江大学;2001年
陈建军;[D];浙江大学;2006年
张洪梅;[D];山东大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库
樊友权;[D];西南交通大学;2004年
袁长颂;[D];安徽理工大学;2005年
孟军强;[D];南京航空航天大学;2007年
宋洪勇;[D];南京航空航天大学;2007年
高鑫;[D];大连交通大学;2008年
徐伟祖;[D];南京航空航天大学;2008年
骆美玲;[D];东北大学;2008年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库
董添文;[D];南昌大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库
陈曦;[D];西南交通大学;2013年
陈廷君;[D];重庆交通大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
蔡荣泉;[J];船舶;2002年04期
修荣荣,徐明海,黄善波,陶文铨;[J];工程热物理学报;2004年02期
魏淑贤,沈跃,黄延军;[J];河北理工学院学报;2005年02期
姚征,陈康民;[J];上海理工大学学报;2002年02期
王雷,胡松岩;[J];航空发动机;2001年04期
,隋晓峰;[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年01期
胡恩球,张新访,向文,周济;[J];计算机辅助设计与图形学学报;1997年04期
李华,程耿东,顾元宪;[J];计算结构力学及其应用;1996年01期
李华,李笑牛,程耿东,吴杰;[J];计算力学学报;2002年01期
宋超,关振群,顾元宪;[J];计算力学学报;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库
宋超;[D];大连理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库
夏禹;[D];西北工业大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库
熊昌炳,肖均祥;[J];航空学报;1981年02期
梁晨,李伟顺,孙淑兰;[J];热能动力工程;2003年01期
熊昌炳,肖均祥;[J];北京航空航天大学学报;1981年01期
何国,李建国,毛协民,傅恒志;[J];材料导报;1994年01期
林汉涛;[J];动力工程;1985年02期
张立超;何建元;彭涛;刘晗;;[J];舰船科学技术;2011年11期
张丽;朱惠人;刘松龄;;[J];航空动力学报;2009年11期
邓宏武,陶智,徐国强,丁水汀;[J];大连理工大学学报;2001年S1期
邓宏武,陶智,徐国强,丁水汀;[J];工程热物理学报;2002年06期
邓宏武,陶智,徐国强,丁水汀;[J];北京航空航天大学学报;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库
蔡佐君;俞茂铮;王新军;;[A];中国动力工程学会透平专业委员会2007年学术研讨会论文集[C];2007年
王强;李维;;[A];探索
交流（第4集）——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年
中国硕士学位论文全文数据库
韩绪军;[D];哈尔滨工业大学;2011年
刘锐宝;[D];哈尔滨工程大学;2012年
李超;[D];哈尔滨工业大学;2012年
呼艳丽;[D];电子科技大学;2010年
刘亚林;[D];中国科学技术大学;2010年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 知识超市公司
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备74号CFD软件知识_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
评价文档：
CFD软件知识
C​F​D​ ​软​件​知​识
阅读已结束，如果下载本文需要使用
想免费下载本文？
你可能喜欢ansys中D1-六面体网格生成V10_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
文档贡献者
评价文档：
ansys中D1-六面体网格生成V10
大小：8.14MB
登录百度文库，专享文档复制特权，财富值每天免费拿！
你可能喜欢&& 查看话题
与ICEM相媲美的强大结构网格工具下载：Pointwise
最新版本：Pointwise.v17.00R2
迅雷快传地址：
/d/ko9CBgIV4AACLfBQ4f8
7天内有效！
115网盘地址：（必须注册）
电驴免费下载地址：
/emule/download/2938197
上面这个资源迅雷会员离线秒杀，普通用户下不动，没办法，迅雷限制了普通用户速度。
这个软件据说结构网格比ICEM好入门，但是教程难找，希望用这个软件的网友回贴共享一下。
关于这个软件百度百科的部分介绍：
Gridgen/pointwise软件是Pointwise公司的两款软件，其主要功能是网格划分，也即空间离散。生成的网格可以做CFD/FEA分析，但是由于对结构网格提供最好的控制，所以常被用于做CFD分析，由于支持的接口比较多，所以在自编程序用户非常流行。
。 Gridgen可以生成多块结构网格、非结构网格和混合网格，可以引进CAD的输出文件作为网格生成基础。生成的网格可以输出十几种常用商业流体软件的数据格式，直接让商业流体软件使用。对用户自编的CFD软件，可选用公开格式（Generic）,如结构网格的 PLOT3D格式和结构网格数据格式。Gridgen网格生成主要分为传统法和各种新网格生成方法。传统方法的思路是由线到面、由面到体的装配式生成方法。各种新网格生成法，如推进方式可以高速的由线推出面，由面推出体。另外还采用了转动、平移、缩放、复制、投影等多种技术。可以说各种现代网格生成技术都能在Gridgen找到。Gridgen是在工程实际应用中发展起来的，实用可靠是其特点之一。
软件的主要优势：
1.易于学习、使用灵活、接口丰富；
由于软件的主要基于点线面体的思想，所以易于学习和理解，生成网格的过程中可以采用一些快速的方式：直接利用已有几何模型的特征线生成面网格（Domain on database），由一个或多个线可以拉伸成面，由一个或多个面可拉伸成体。
2.手动和自动来提高网格质量，可控性强
可以通过椭圆PDE方程来提高网格的正交性、光顺性等，也可以把空间中的线限定在2D空间中进行修改。
3.自动装配面或体网格，也可拉伸创建网格
可以通过已经定义好8条线直接生成体网格，通过代数或者双曲拉伸的方式可以生成高质量的网格。
4.直接读取CAD文件,高效清理不完善模型
直接读取UG、CAITIA、PRO、SOLidworks等CAD自身的格式，避免转化为IGES等中间格式而产生的信息丢失，即使几何模型有间隙、重叠等，也可以通过solid meshing进行快速清理。
5.适用于非常复杂几何模型的T-Rex技术
·T-Rex（anisotropic tetrahedral extrusion）是一项网格自动生成技术，其快速，高效地生成包括边界层在内的所有网格。
·T-Rex网格技术为尾迹区和其它脱体流动现象提供高品质的网格。
参考：Anisotropic Tetrahedral Meshing Based on Surface Deformation Techniques AIAA paper no.
6.可实现网格划分参数化功能的Glyph脚本
·以TCL/TK为基础
·可以自动生成所有的网格
·重复性工作和优化设计
7.重叠网格技术
重叠网格是和美国空军合作而开发的，主要是为了降低生成网格的时间消耗。目前正在研发非结构的重叠网格
:dragon14: 静静观看，没用过不晓得怎么样 : Originally posted by 贝斯特 at
:dragon14: 静静观看，没用过不晓得怎么样 呵呵，你用什么高级网格划分工具啊？
N的平方年前一篇比较Gridgen（pointwise前身），Gambit，Icem CFD的文章：
好久没有深入技术话题，就转发几个基础技术讨论一番。
Gridgen 很容易生成二维，三维的单块网格或者分区多块对接结构网格，也可以生成非结构网格，但非结构网格不是它的长项，该软件很容易入门，可以在一两周内生成复杂 外形的网格，生成的网格可以直接输入到Fluent，CFX，StarCD，Phonics，CFL3D等十几种计算软件中，非常方便，功能强大，网格也 可以直接被用户的计算程序读取（采用Plot3D格式输出时）。因此在CFD高级使用人群中有相当用户。
Gambit作为Fluent的 网格生成前置软件，主要针对Fluent生成非结构网格，它输出的网格很难被其他软件读取，因此，除非你要用Fluent进行计算，一般不会用它。但 Fluent有较多的用户，因此，它也有相当多的用户。它的长项是生成非结构网格，对用于粘性计算的网格难以生成。
ICEM CFD作为Gridgen的主要竞争者，是一个重量级的网格生成软件，可以生成结构，非结构，笛卡儿（在4.22版中才有）网格，它也针对众多的流场计算软件，可以生成高质量的网格，但它比较难学，没有3到5月的学习时间，最好不要选用它。
本人对这三种网格生成软件都进行了深入的学习和应用，感觉生成非结构最好的是Gambit，生成结构网格最好的是Gridgen，Icem CFD可以证明你有很强的学习能力和很充足的空闲时间，无它，唯此而已！
我 也用了上述的三种网格生成软件，我觉得在非结构网格生成方面ICEM CFD已经远远超过了Gambit，无论是网格生成的成功率，还是质量控制，或者CAD模型的输入方面，ICEM CFD都胜一筹。而在多块结构网格方面，ICEM CFD的发展前景要好于GRIDGEN，前者的工作效率要远远高于后者，当然是在发挥出两者的潜力的前提下，由于前者生成网格的思想与传统的结构网格生成 的思路不一致（例如EAGLE)，采用由上到下的划分策略，导致其学习周期长，学习的难度大。相比之下GRIDGEN的由点到面，由面到体的思路更加直 观。
ICEMCFD直接立足于拓扑结构到几何模型映射，其实思路更加科学。以前一直用gambit，为了对一个几何体划分比较合适的网 格，分块简直是太麻烦了。因为必须直接对几何体进行分割，涉及到非规则几何体和曲面之间得操作。要是分错了，就得重新来。但是icemcfd不是直接对几 何体分块，而是对拓扑分块。而拓扑结构的分块比直接对几何体分块容易得多，因为拓扑结构的形态很简单，都是多边形和6面体组合。即使错了，改动也会很方 便。也许因为icemcfd是在拓扑结构上划分网格之后映射到几何体上的，因此网格划分速度很快。而在gambit中，速度十分慢，如果参数设置不合理， 就会分死机的。 我刚刚开始用这类软件，我现在用ICEM，现在还不是很精通，有机会用用Pointwise Gridgen，你有那个软件吗？发我一个 : Originally posted by 贝斯特 at
我刚刚开始用这类软件，我现在用ICEM，现在还不是很精通，有机会用用Pointwise Gridgen，你有那个软件吗？发我一个 晕！没看见这是资源贴，给了链接了啊！ 这个软件试试看看效果如何 :pig::victory: 在此本人表示抱歉，本人对115网盘不了解，以前115网盘可以直接分享给非组册用户下载，现在貌似要注册，还要加好友，之前的好友加了并重新分享了。现在给出迅雷快传新地址，和115网盘礼包地址，到期其他热心网友可以续传。115网盘的分享空间地址还能用。
/d/ko9CBgIaeAAiVHdR149
Pointwise.v17.00R2-Lz0.zip
115网盘礼包接收地址：/lb/5lb7uh7b
115网盘礼包码：5lb7uh7b 了解了许多，不错:victory: 比hypermesh好用？}