在黏性流动模拟中,近壁流动在物面法向方向上的速度梯度远大于切线方向,呈现出显著的各向异性特征.传统的各向同性笛卡尔网格方法在捕捉边界层流动细节时面临网格数量剧增和计算效率下降的挑战.针对这一问题,提出了一种基于自适应法向...在黏性流动模拟中,近壁流动在物面法向方向上的速度梯度远大于切线方向,呈现出显著的各向异性特征.传统的各向同性笛卡尔网格方法在捕捉边界层流动细节时面临网格数量剧增和计算效率下降的挑战.针对这一问题,提出了一种基于自适应法向射线加密(adaptive normal ray refinement,ANRR)的笛卡尔网格黏性流体仿真方法.该方法的核心要义在于,根据物面切线方向上的角度变化程度来自适应生成法向射线种子点,在法向射线附近进行网格加密,以精确捕捉边界层流动特征,同时在射线之间采用较粗糙的网格过渡,从而在保证计算精度的前提下有效减少整体网格数量.然后利用插值构建了射线间的高效信息传递技术,确保流场求解过程中的准确性.最后,对层流平板、低雷诺数圆柱绕流以及NACA0012翼型绕流等典型算例进行模型验证.结果表明,与传统几何自适应加密网格方法相比,ANRR网格方法在边界层流动区域显著减少了网格规模,在保持高精度的同时提升了计算效率,为自适应笛卡尔网格的黏性流动问题高效求解提供了新的解决方案.展开更多
格子Boltzmann(LBM)方法已成为处理介于宏观与微观之间介观流体问题的有效数值方法对LBM方法的数值计算结果进行可视化,实时绘制成流体动画,以便从形象直观的角度进一步进行数据分析。针对二维LBM可视化方法,基于LBGK方程和D2Q9模型设...格子Boltzmann(LBM)方法已成为处理介于宏观与微观之间介观流体问题的有效数值方法对LBM方法的数值计算结果进行可视化,实时绘制成流体动画,以便从形象直观的角度进一步进行数据分析。针对二维LBM可视化方法,基于LBGK方程和D2Q9模型设计算法模型,提出了一种通过指标标准化,将浮点型流体速度值进行归一化处理,转化为RGBA颜色模式的强度值的速度场绘制方法。针对三维可视化方法,引入粒子水平集方法(Particle Level Set Method,PLSM)对LBM流体的液面进行追踪,并设计了LBM与PLSM间的耦合算法。结果表明,所提出的流体可视化仿真方法正确有效,流体动画效果清晰、准确。展开更多
文摘在黏性流动模拟中,近壁流动在物面法向方向上的速度梯度远大于切线方向,呈现出显著的各向异性特征.传统的各向同性笛卡尔网格方法在捕捉边界层流动细节时面临网格数量剧增和计算效率下降的挑战.针对这一问题,提出了一种基于自适应法向射线加密(adaptive normal ray refinement,ANRR)的笛卡尔网格黏性流体仿真方法.该方法的核心要义在于,根据物面切线方向上的角度变化程度来自适应生成法向射线种子点,在法向射线附近进行网格加密,以精确捕捉边界层流动特征,同时在射线之间采用较粗糙的网格过渡,从而在保证计算精度的前提下有效减少整体网格数量.然后利用插值构建了射线间的高效信息传递技术,确保流场求解过程中的准确性.最后,对层流平板、低雷诺数圆柱绕流以及NACA0012翼型绕流等典型算例进行模型验证.结果表明,与传统几何自适应加密网格方法相比,ANRR网格方法在边界层流动区域显著减少了网格规模,在保持高精度的同时提升了计算效率,为自适应笛卡尔网格的黏性流动问题高效求解提供了新的解决方案.
文摘格子Boltzmann(LBM)方法已成为处理介于宏观与微观之间介观流体问题的有效数值方法对LBM方法的数值计算结果进行可视化,实时绘制成流体动画,以便从形象直观的角度进一步进行数据分析。针对二维LBM可视化方法,基于LBGK方程和D2Q9模型设计算法模型,提出了一种通过指标标准化,将浮点型流体速度值进行归一化处理,转化为RGBA颜色模式的强度值的速度场绘制方法。针对三维可视化方法,引入粒子水平集方法(Particle Level Set Method,PLSM)对LBM流体的液面进行追踪,并设计了LBM与PLSM间的耦合算法。结果表明,所提出的流体可视化仿真方法正确有效,流体动画效果清晰、准确。
