摘要：针对径向基函数插值和超限插值的结构网格运动方法(RBF_TFI)中变形一致性问题引起的空间网格棱线扭曲和网格单元交叉现象进行深入分析,并依据分析结果提出一种改进的RBF_TFI结构网格运动方`法.首先基于HIRENASD机翼模型计算网格绕y轴旋转30°的算例,从变形网格质量、棱线交叉点位移误差与空间棱线扭曲等方面分析了不同基点选择方案中变形一致性问题产生的原因;然后将与物面相连的空间棱线定义为边界棱线,并采用三次样条插值的方式更新边界棱线上网格点的坐标.使用HIRENASD算例对文中方法的效果进行了验证,结果表明,该方法能够消除变形一致性问题引起的棱线扭曲现象,有效地避免变形网格出现交叉和产生负体积单元.

摘要：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。

摘要：针对复杂模型生成的非结构网格质量差、计算难收敛问题,以一低比转数离心泵为例对其进行整体结构化网格划分,将结构与非结构两种不同类型网格导入CFX软件,进行多个工况点下的流场模拟。分析表明,结构化网格收敛速度快、收敛精度高,得到压力云图分布更为均匀,压力更接近设计值,小叶片绕流区分离涡更明显。模拟计算结果与试验数值的对比验证了结构化网格模拟计算值的可行性和准确性。

摘要：高质量的结构网格能够有效地提高有限元分析的精度.针对受限于结构网格节点分布的特殊要求,使当前的结构网格生成方法无法直接应用于边界复杂的几何体这一问题,提出结构网格生成方法.对于边界复杂的多边形区域,依据边界顶点分类,在计算空间内将边界简化为规则形状,在简化的多边形区域内进行分割并填充结构网格,再将其映射回原区域;对于边界特殊的三角形、圆形区域,依据边界节点分布计算分割线,将原区域分割为简单的四边形区域组合,再对各四边形区域分别进行结构网格填充;对于不同区域网格的连接,将区域边界相连并设置棱边方向,通过转化相应的棱边方向矩阵得出棱边方向闭合的多边形边界,在多边形边界内填充结构网格形成不同区域网格间的有效过渡.实例验证结果表明,该方法稳定、高效,能够解决复杂边界几何体的结构网格划分问题.

摘要：大规模计算流体动力学（CFD）计算对数据I／O能力提出了很高需求。层次式文件格式（HDF5）可有效管理大规模科学数据，并对并行I／O具有良好的支持。针对结构网格CFD并行程序，设计了其数据文件的HDF5存储模式，并基于HDF5并行I／O编程接口实现了其数据文件的并行I／O，在并行计算机系统上进行了性能测试与分析。结果表明，在使用4～32个进程时，基于HDF5并行I／O方式的写文件性能比每进程独立写普通文件的方式高6．9～16．1倍；基于HDF5并行I／O方式的读文件性能不及后者，为后者的20％～70％，但是读文件的时间开销远小于写文件的时间开销，因此对总体性能的影响较小。

摘要：针对民机增升构型失速特性的数值模拟,我们基于贪婪负载平衡算法的剖分工具对多块结构网格进行区域分割,在某新型超级计算机系统上完成求解软件的移植、优化和测试,采用2亿量级的计算网格开展大规模并行计算研究,测试完成了万核级负载平衡的网格区域分割,实现了增升构型失速特性的4 096核数并行计算,并行效率达到50%以上,提高了工程应用中对复杂流动现象的数值模拟能力。数值模拟结果加深了对增升构型失速流动机理的理解,可以为增升装置设计优化提供有意义的参考依据。

摘要：为了改善沙漠环境下军用机械装备发动机的进气质量,延长其平均故障间隔时间,提高整机的使用寿命和安全可靠性,必须提高空气预滤器的效能。运用参数化设计方法,建立了沙漠空气预滤器导向叶片平面型样板和圆柱型样板的数学模型。基于不同半径下准线的三维坐标,利用UG(Unigraphics)软件建立了导向叶片的三维实体模型;通过布尔运算,求得了导向叶片内流道模型;利用ANSYS ICEM CFD软件,实现了其周期性结构化网格的划分。研究结果表明,该方法能够为空气预滤器内流场的数值模拟研究提供高质量的结构化网格,可大大缩短CFD(Computational Fluid Dynamics)前处理时间,满足工程设计要求。

摘要：建立了一种基于RANS(雷诺平均Navier-Stokes)方程的共轴刚性旋翼悬停流场数值模拟方法。使用旋翼亚声速和跨声速悬停实验结果,验证了该方法的准确性。对刚性旋翼XH-59A流场模拟表明:气动特性与飞行实验结果比较吻合,共轴旋翼特性优于同实度单旋翼,具备更高的悬停效率。对比半实度单旋翼气动性能,受下旋翼对流动的抽吸影响,上旋翼性能略有下降;下旋翼性能下降更甚,主要是因为处于上旋翼下洗流中,其有效迎角减小。数值方法获得该旋翼最高悬停效率为67%,总距角为14°,14°。对比研究表明,共轴刚性旋翼较常规共轴旋翼极间距小,悬停性能更高。

摘要：为控制泵喷推进器梢隙流场,抑制梢涡空化,在导管内壁开设了一定数量的沟槽结构进行研究。本文基于分离涡模拟方法并结合高质量结构化网格对泵喷推进器的梢隙流场进行了数值计算,设计并开展了基于拖曳水池的泵喷推进器敞水性能试验,对比分析了沟槽结构对梢涡形状、梢涡涡核压力和敞水性能的影响。研究表明:沟槽结构可以显著增大梢涡涡核压力,涡核相对压力时均值最少可提高36.57%,在转子尾缘后梢涡低压区域体积可以减少65.8%,能有效延迟梢涡空化,并且对泵喷推进器的水动力性能影响较小,在推进效率上还有一定的改善作用。

摘要：透平的叶片气动、表面温度和传热系数的预测直接影响到叶片寿命、效率的评估,对设计有着极为重要的作用。其中以温度和传热系数的预测最为困难。本文分别采用结构、非结构网格,以及不同的湍流模型对C3X静叶气动分布、绝热表面温度和传热系数的数值预测进行了研究。讨论了不同网格对气动传热预测的影响,以及不同湍流模型在静叶表面绝热壁面温度和传热系数预测上的特点以及原因。