网格质量反馈的弹性体动网格改进

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1、第４０卷第１期国防科技大学学报Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．１２０１８年２月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＴＩＯＮＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＤＥＦＥＮＳＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＦｅｂ．２０１８ｄｏｉ：１０．１１８８７／ｊ．ｃｎ．２０１８０１００２ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａｌ．ｎｕｄｔ．ｅｄｕ．ｃｎ网格质量反馈的弹性体动网格改进张斌，杨涛，丰志伟，张青斌，葛健全（国防科技大学空天科学学院，湖南长沙４１００７３）摘要：高鲁棒性的动网格变形方法是求解包含运动边界的非定常流场问题的关键技术。基于经典的弹性体动网格方法，引入

2、两种设计合理、评价效果较好的网格质量参数———Ｐａｔｒｉｃｋ参数和Ｂａｋｅｒ参数，提出了一种基于网格质量反馈的改进弹性体动网格方法。结合二维ＮＡＣＡ００１２翼型、三维ＯＮＥＲＡＭ６机翼大角度俯仰运动，对比研究改进方法与经典方法的变形能力，改进方法能够保持较好的网格质量，尤其在最大变形时，可以有效改善较差网格单元，具有更高的鲁棒性。计算了ＮＡＣＡ００１２翼型、ＯＮＥＲＡＭ６机翼的俯仰振荡绕流，并与实验结果及文献进行对比，结果表明，基于网格质量反馈的改进弹性体法能够显著提高变形网格的鲁棒性，可为非定常

3、流场问题的求解提供有力支撑。关键词：弹性体动网格方法；网格质量反馈；改进方法；高鲁棒性中图分类号：Ｖ２１１．３文献标志码：Ａ文章编号：１００１－２４８６（２０１８）０１－０１０－０７ＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｂａｓｅｄｄｙｎａｍｉｃｇｒｉｄｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｍｅｓｈｑｕａｌｉｔｙｆｅｅｄｂａｃｋＺＨＡＮＧＢｉｎ，ＹＡＮＧＴａｏ，ＦＥＮＧＺｈｉｗｅｉ，ＺＨＡＮＧＱｉｎｇｂｉｎ，ＧＥＪｉａｎｑｕａｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，

4、ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｙｎａｍｉｃｇｒｉｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｉｓｃｒｉｔｉｃａｌｆｏｒｕｎｓｔｅａｄｙｆｌｏｗｐｒｏｂｌｅｍｓｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｍｏｖｉｎｇｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ．Ｔｗｏｏｆｒａｔｉｏｎａｌａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｓｈｑｕａｌｉｔｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｎａｍｅｌｙＰａｔｒｉｃ

5、ｋｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄＢａｋｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅｎ，ａｍｏｄｉｆｉｅｄｄｙｎａｍｉｃｇｒｉｄｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｃａｎｏｐｔｉｍｉｚｅｍｅｓｈｑｕａｌｉｔｙｏｎｔｅｒｍｏｆｍｅｓｈｑｕａｌｉｔｙｆｅｅｄｂａｃｋ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｌａｒｇｅｐｉｔｃｈｉｎｇｏｆ２ＤＮＡＣＡ００１２ａｉｒｆｏｉｌａｎｄ３ＤＯＮＥＲＡＭ６ｗｉｎｇ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｍｏｄｉｆｉｅｄｍｅｔｈｏｄａｎｄｃｌａｓｓｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｗａｓｆｕｌｌｙ

6、ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｍｏｄｉｆｉｅｄｍｅｔｈｏｄｈａｓｏｂｖｉｏｕｓａｄｖａｎｔａｇｅｉｎｍｅｓｈｑｕａｌｉｔｙ，ａｎｄａｔｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｍｏｖｉｎｇｄｅｇｒｅｅ，ｉｔｃａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｏｆｇｒｉｄｍａｉｎｌｙｔｈｒｏｕｇｈｐｅｒｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｗｏｒｓｅｅｌｅｍｅｎｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄｍｅｔｈｏｄｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｐｉｔｃｈｉｎｇｍｏｔｉｏｎｏｆＮＡＣＡ００１２ａｉｒｆｏｉｌａｎｄＯＮ

7、ＥＲＡＭ６ｗｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖａｌｕｅｓａｎｄｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ．Ｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄｍｅｔｈｏｄｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｓｔｒｏｎｇｅｒｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｉｔｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｂｅｔｔｅｒｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｕｎｓｔｅａｄｙｆｌｏｗｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｂａｓｅｄｄｙｎａｍｉｃｇｒｉｄｍｅｔｈｏｄ；ｍｅｓｈｑｕａｌｉｔ

8、ｙｆｅｅｄｂａｃｋ；ｍｏｄｉｆｉｅｄｍｅｔｈｏｄ；ｈｉｇｈｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ［４］弹性体动网格方法（ＥｌａｓｔｉｃｉｔｙｂａｓｅｄＤｙｎａｍｉｃ深化应用。此后，很多学者对这种方法进行了［５］ＧｒｉｄＭｅｔｈｏｄ，ＥＤＧＭ）是一种基于物理模型的网格发展，Ｔｒｕｏｎｇ等在求解弹性体法的方程组中引变形方法，其网格变形能力和局部单元控制要优入伴随矩阵，通过优化的思想提高了网格变形效［６］于弹簧比拟法、径向基函数法等常用的网格变形率；Ｈｕｏ等基于分层控制弹性模量的思路提出［１］方法。弹性