混合重叠网格插值方法的改进及应用.pdf

《混合重叠网格插值方法的改进及应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2017年2月北京航空航天大学学报February2017第43卷第2期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．43No．2http：／／／bhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2016．0114混合重叠网格插值方法的改进及应用黄宇1，阎超1’+，王文1，席柯2(1．北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100083；2．中国兵器工业导航与控制技术研究所，北京100190)摘要：混合重叠网格间合

2、理插值是保证流场计算正确的基础之一。本文针对重叠区网格尺寸匹配度较差时插值误差较大问题，发展了一种新型混合重叠网格插值方法，通过使用二阶精度插值、按单元尺度区分和扩充模板，改善了插值区网格尺寸匹配度较差时的插值精度。本文方法适用于任意单元类型的混合网格重叠，对各类单元处理透明，实现简单。计算结果表明，采用本文方法在网格重叠区流场变量传递正确有效，插值区网格尺寸匹配度较差时，相比原始方法，等值线过渡更为光滑，变量经过插值区耗散更小，计算与试验值符合更好。关键词：计算流体力学；混合网格；重叠网格；插值方法；插值精度中图分类号：V221+．3；TB553文献标

3、识码：A文章编号：1001．5965(2017)02-0285-08受到结构重叠网格的启发，Nakahashi等⋯首先提出非结构重叠网格技术，随后被推广为混合重叠网格，广泛应用于具有复杂外形及多体相对运动问题模拟中。2。o。同结构重叠网格一样，混合重叠网格将计算区域划分为多个子区域，在各子区域内独立计算。子区域网格存在重叠关系，各网格之间的流场信息需要通过插值来传递。目前，有2类插值方式：①守恒型插值，此方法精度高，收敛性好，对插值区网格相对尺度依赖小，但过程处理复杂，实现困难；②非守恒型插值，此方法实现简单，但是需要注意插值区网格尺寸的匹配度及避免插值

4、区处于流动梯度较大区域。具体外形计算时，非守恒型插值应用较为广泛。插值边界处的插值精度是保证子网格流场计算准确的基础之一。为了提高非守恒型插值精度，科研人员从两方面开展了大量工作：一方面，从改善插值区网格尺寸匹配度着手，如Ltihner等Ho以物面距离和网格单元体积的组合量建立了准则参数，确保插值单元与其宿主单元尺度匹配，Noackp。区分对待物面和远场网格，将插值区域推离物面至合适的位置，蔡晋生等。6。基于隐式切割准则确定优化插值边界；另一方面，发展了多种插值方式，如Togashi和Ito¨1把非四面体插值单元剖分为四面体，针对四面体特点设计了一种插值

5、策略，田书玲坤1将单元标准化，并结合拉格朗13基函数发展了一种适合高阶格式的插值方法，许和勇等”。根据单元几何特征，采用面积加权法获得了四面体网格上的插值格式。实际运用中发现，即使优化重叠边界有时也难以保证插值区网格尺寸的匹配度，为了改善插值区网格尺寸匹配度较差时的插值精度，本文基于文献[10]中的方法，发展了一种适用于任意单元类型混合重叠网格的插值方法。通过引入二阶精度插值方法，提高插值精度，传递流动变量，再结合加权的最小二乘法获得新的插值单元梯度信息。本文方法只需一层插值网格，既继承了文献[10]中方法对各单元类型的透明特性和实现简单特性，又提高了在

6、插值区单元尺寸匹配度较收稿日期：2016-01—29；录用151期：2016-04—29；网络出版时间：2016-06—3009：04网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20160630．0904．001．html}通讯作者：E-mail：yanchao@buaa．edu．en引用格式：黄字，阁超，王文，等．混合重叠网格插值方法的改进及应用fJJ．北京航空航天大学学报，2017，43f2)：285—292．HUANGY，YANC，WANGW，eta1．Animprovedinterpolationmetho

7、dforhybridovelsetgridanditsapplicationEJ]．JournalofBe咖ngUniversityofAeronauticsandAstronautics，2017，43(2)：285-292(inChinese)．286北京航空航天大学学报差时的插值精度。算例结果表明，相比文献[10]中方法，本文方法计算出的等值线过渡更为光滑，与试验值符合更好，证明其准确可靠。1原插值方法文献[10]中基于线性重构思想，发展了一种格心到格心、适用于任意网格单元类型的插值策略。该方法依赖插值单元格心处流场变量w、单元梯度VW和限制器函数

8、西计算完成。由式(1)可获得从宿主单元日的格心到插值单元A的格心的变量、限制器及