本文關(guān)鍵詞：面向動邊界流場計算的并行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格重構(gòu)方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基礎(chǔ)研究和工程設(shè)計中存在許多帶運(yùn)動邊界的流場計算問題,非結(jié)構(gòu)動網(wǎng)格方法是解決這類問題的有效途徑之一：邊界移動或變形比較小時,通過移動網(wǎng)格點位置優(yōu)化單元的幾何質(zhì)量；邊界移動或變形比較大,無法利用移動網(wǎng)格技術(shù)獲得滿足計算需要的高質(zhì)量網(wǎng)格時,刪除差單元及其鄰接單元形成局部“空洞”,并重新網(wǎng)格化局部“空洞”。由于流場計算和移動網(wǎng)格方法已實現(xiàn)高效并行,串行的局部網(wǎng)格重構(gòu)算法已成為開展大規(guī)模可動邊界流場計算的主要性能瓶頸。已有的并行局部網(wǎng)格重構(gòu)方法為保證重構(gòu)后網(wǎng)格的質(zhì)量,要求每個連通的“空洞”的局部重構(gòu)過程必須在單個進(jìn)程上執(zhí)行。由于實際的局部網(wǎng)格重構(gòu)過程會形成很大的“空洞”,上述要求限制了并行局部網(wǎng)格重構(gòu)方法的效率和可擴(kuò)展性。為此,本文提出了一類新的并行局部網(wǎng)格重構(gòu)方法,它通過一系列建立在網(wǎng)格對偶圖上的操作,使得大的“空洞”即使分布到多個進(jìn)程,“子洞”邊界也不會包含不理想的形狀特征(如邊界面片的最小角很小,邊界面形成的二面角很小)。因此,后續(xù)可并行局部重構(gòu)每個“子洞”網(wǎng)格,組合形成的新網(wǎng)格質(zhì)量能滿足后續(xù)計算的要求。由此,單個“大空洞”的局部重構(gòu)過程可以利用多個進(jìn)程并行執(zhí)行,整個并行局部網(wǎng)格重構(gòu)算法效率有很大的提高。局部網(wǎng)格重構(gòu)后需要進(jìn)行流場重建,即利用定義在舊網(wǎng)格上的流場物理量插值生成新網(wǎng)格上的物理量。流程重建中最耗時的步驟是點的定位：給定一個新網(wǎng)格點,尋找包含該點的舊網(wǎng)格單元。為加速點的定位算法,通常需要借助四／八叉樹等空間分解結(jié)構(gòu)。本文提出一類無需這類空間分解結(jié)構(gòu)的快速點定位新算法,它基于Walk-Through技術(shù),平均僅需遍歷幾個舊網(wǎng)格單元就可定位一個新網(wǎng)格點。相比傳統(tǒng)的基于空間分解結(jié)構(gòu)的定位算法,新算法內(nèi)存更省,時間效率也更理想。
【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)格生成 并行計算 動邊界 區(qū)域分解 網(wǎng)格重構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.02
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 第1章 緒論15-23
• 1.1 研究背景15
• 1.2 動邊界流場計算的主要網(wǎng)格類型15-18
• 1.3 非結(jié)構(gòu)動網(wǎng)格技術(shù)18
• 1.4 局部網(wǎng)格重構(gòu)并行化18-20
• 1.5 研究思路及創(chuàng)新點20-21
• 1.6 文章結(jié)構(gòu)21-23
• 第2章 基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的動邊界CFD計算軟件23-34
• 2.1 引言23
• 2.2 軟件框架23-24
• 2.3 軟件關(guān)鍵算法24-29
• 2.3.1 剛體運(yùn)動求解24-25
• 2.3.2 流場計算25-26
• 2.3.3 網(wǎng)格變形26-27
• 2.3.4 網(wǎng)格局部重構(gòu)27-28
• 2.3.5 網(wǎng)格重生成28-29
• 2.3.6 流場信息傳遞29
• 2.4 數(shù)值實驗：機(jī)翼/掛載/彈分離算例29-32
• 2.4.1 算例模型簡介29-30
• 2.4.2 數(shù)值實驗結(jié)果及分析30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第3章 并行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格重構(gòu)方法34-61
• 3.1 引言34
• 3.2 并行網(wǎng)格重構(gòu)算法34-41
• 3.2.1 區(qū)域分解方法的基本定義34-37
• 3.2.2 區(qū)域分解方法37-38
• 3.2.3 SDG的點刪除操作38-39
• 3.2.4 EDG的邊縮減操作39-40
• 3.2.5 并行局部網(wǎng)格重構(gòu)流程40-41
• 3.3 基于消息傳遞接口的算法實現(xiàn)41-50
• 3.3.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡介41-42
• 3.3.2 網(wǎng)格重劃分42-44
• 3.3.3 重構(gòu)區(qū)域構(gòu)建44-45
• 3.3.4 網(wǎng)格重生成及網(wǎng)格數(shù)據(jù)合并45-47
• 3.3.5 基于ParMetis的網(wǎng)格重劃分47-49
• 3.3.6 塊間信息交互49-50
• 3.4 數(shù)值實驗50-60
• 3.4.1 TER算例50-57
• 3.4.2 SRB分離算例57-60
• 3.5 本章小結(jié)60-61
• 第4章 基于Walk-Through技術(shù)的快速點定位算法61-70
• 4.1 引言61-62
• 4.1.1 體積判別法61-62
• 4.2 基于八叉樹的點定位算法62-64
• 4.2.1 八叉樹構(gòu)建算法63
• 4.2.2 子節(jié)點內(nèi)網(wǎng)格單元判定63-64
• 4.2.3 基于八叉樹的點定位算法64
• 4.3 基于改進(jìn)Walk-Through算法的點定位算法64-68
• 4.3.1 定向查找算法簡介64-65
• 4.3.2 改進(jìn)算法65-68
• 4.4 數(shù)值實驗68-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 第5章 總結(jié)及展望70-71
• 5.1 研究總結(jié)70
• 5.2 未來展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 作者簡歷及在學(xué)期間所取得的科研成果77

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1 曾軍;器件模擬中網(wǎng)格的動態(tài)生成與調(diào)整[J];電子科技大學(xué)學(xué)報;1992年06期

2 劉勇奎,鄒善舉,米守防,李春時;六角網(wǎng)格上的圓與橢圓生成算法[J];大連民族學(xué)院學(xué)報;2002年01期

3 劉勇奎,石教英;六角網(wǎng)格上的圖形顯示[J];計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報;2004年03期

4 裴蒸;利用網(wǎng)格直接求解幾何問題的方法[J];計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報;1992年03期

5 雷曉松;透平葉柵網(wǎng)格的生成與繪制[J];鄂州大學(xué)學(xué)報;1999年03期

6 孟敏;計忠平;劉利剛;;基于保特征調(diào)和場的交互式網(wǎng)格分片[J];計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報;2008年09期

7 王梅珍;王府梅;王善元;;基于網(wǎng)格的織物虛擬場景真實感模擬及計算機(jī)實現(xiàn)[J];東華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年06期

8 馮占榮;于建群;付宏;盧洪濤;;一種二維貼體網(wǎng)格改進(jìn)算法的研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2009年03期

9 Ian Foster;Yong Zhao;Ioan Raicu;Shiyong Lu;楊莎莎;劉宴兵;;網(wǎng)格計算和云計算360度比較[J];數(shù)字通信;2010年03期

10 葉強(qiáng)強(qiáng);余燁;張靜;劉曉平;;基于網(wǎng)格的球面虛擬實景空間搭建方法[J];華南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 王瑞利;付漢清;;流體力學(xué)數(shù)值模擬中的網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)[A];中國工程物理研究院科技年報（1999）[C];1999年

2 李盾;陳靖;方華;;復(fù)雜外形三維非結(jié)構(gòu)粘性直角網(wǎng)格的生成[A];中國造船工程學(xué)會電子技術(shù)學(xué)術(shù)委員會2006學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2006年

3 葉強(qiáng)強(qiáng);余燁;張靜;劉曉平;;基于網(wǎng)格的球面虛擬實景空間搭建方法[A];安徽首屆科普產(chǎn)業(yè)博士科技論壇——暨社區(qū)科技傳播體系與平臺建構(gòu)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2012年

4 鄭冠男;楊國偉;;三維非結(jié)構(gòu)動網(wǎng)格計算方法研究[A];第十三屆全國激波與激波管學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

5 周磊;譚偉偉;;聚合多重網(wǎng)格的體網(wǎng)格可視化技術(shù)[A];探索 創(chuàng)新 交流（第4集）——第四屆中國航空學(xué)會青年科技論壇文集[C];2010年

6 晉長秋;曹雄;;二維拉氏程序中的重分[A];中國工程物理研究院科技年報（2000）[C];2000年

7 陳立崗;梁義;陳建軍;鄭耀;;保特征的曲面網(wǎng)格重生成方法[A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

8 楊永;;基于網(wǎng)格計算的CFD模擬可信度分析[A];計算流體力學(xué)研究進(jìn)展——第十二屆全國計算流體力學(xué)會議論文集[C];2004年

9 龔也君;;浸入界面法快速生成網(wǎng)格[A];第十七屆全國反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)力學(xué)會議論文集[C];2012年

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1 郭e，

本文編號：415777