心内膜三维几何模型交互式网格切割算法研究

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作者 周学礼 万旺根 +1 位作者 王亚男 李金博 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2014年第10期197-201,219,共6页

针对心内膜三维标测系统中心内膜模型网格切割模块,提出一种新的交互式网格切割算法。系统在载入心内膜三维几何模型后初始化切割平板模型,由用户交互移动切割平板和旋转切割平板的法线。借助矩阵变换,针对心内膜三维几何模型实现能反... 针对心内膜三维标测系统中心内膜模型网格切割模块,提出一种新的交互式网格切割算法。系统在载入心内膜三维几何模型后初始化切割平板模型,由用户交互移动切割平板和旋转切割平板的法线。借助矩阵变换,针对心内膜三维几何模型实现能反映用户切割意图和保持网格细节特征的网格切割,而且切割平板可以消除锯齿效应。实验对比结果证明,该算法对于心内膜三维几何模型可以实现令用户满意的实时无锯齿交互式网格切割。 展开更多

关键词 网格切割 切割平板 矩阵变换 锯齿效应

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正颌截骨术中的凸柱体网格切割算法研究

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作者 翟培芳 张艳宁 +1 位作者 施建宇 周洪 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第18期171-173,共3页

计算机辅助虚拟手术技术对正颌外科手术方案的制定、手术效果的预测分析发挥着重要作用。然而,现有的计算机辅助正颌截骨术只能实现少量简单的截骨操作,不能满足虚拟截骨术多样性的需要。在平面切割地基础上,提出了一种基于凸柱体网格... 计算机辅助虚拟手术技术对正颌外科手术方案的制定、手术效果的预测分析发挥着重要作用。然而,现有的计算机辅助正颌截骨术只能实现少量简单的截骨操作,不能满足虚拟截骨术多样性的需要。在平面切割地基础上,提出了一种基于凸柱体网格切割算法。该算法用凸柱体模拟虚拟手术刀对三维网格模型进行切割,根据截骨术的切口类型构造柱体,用此柱体进行切割实现骨块的分离。实验结果表明,该算法能有效地实现多种复杂虚拟截骨术,为手术方案的制订提供了辅助指导作用。 展开更多

关键词 正颌手术 截骨术 网格切割 柱体

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基于AIF的三角形网格切割方法 被引量：3

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作者 黄洁 杨杰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期564-568,共5页

在三角形网格的三维表面模型基础上,提出了一种基于AIF的三角形网格切割算法.切割过程中,首先通过AIF的网格拓扑结构检索算法,由离散的切割点来构造连续的切割路径,然后修改AIF,实现网格重建,获得新的三角形网格和拓扑结构,最后利用AIF... 在三角形网格的三维表面模型基础上,提出了一种基于AIF的三角形网格切割算法.切割过程中,首先通过AIF的网格拓扑结构检索算法,由离散的切割点来构造连续的切割路径,然后修改AIF,实现网格重建,获得新的三角形网格和拓扑结构,最后利用AIF与树型搜索算法实现对切割后独立三角形网格群的提取,获得切割分离的效果.试验结果表明,所提出的算法可较好地执行切割分离过程,并且得到较高的精确度和真实的切分绘制效果. 展开更多

关键词 三角形网格切割 网格重建 树型搜索

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基于六方向贯通式间断线网格的边坡稳定性上限分析

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作者 范佳志 秦傲韩 +3 位作者 杨峰 杨鹰 赵炼恒 高益康 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第2期110-120,共11页

边坡潜在滑动面可应用极限分析上限有限元方法,以“常应变率三角形单元及速度间断线”网格模式搜索获取,由此速度间断线的排布方式,成为影响边坡稳定性计算精度的重要因素。文中构思一种六方向贯通式速度间断线排布策略,提出对应三角网... 边坡潜在滑动面可应用极限分析上限有限元方法,以“常应变率三角形单元及速度间断线”网格模式搜索获取,由此速度间断线的排布方式,成为影响边坡稳定性计算精度的重要因素。文中构思一种六方向贯通式速度间断线排布策略,提出对应三角网的生成流程并编程实现,作为自有上限有限元分析程序的前处理模块。经边坡稳定性算例验证表明:六方向贯通式间断线网格布局,以契合关键边界的多次一分为四及末次一分为六背景网格生成方式,不仅实现整个模型的大区域六方向间断线通路,又能在边坡坡脚处体现出多方向发散特性的网格。提出的模型非关键边界背景网格切割算法,可以局部分割新生单元的方式契合边界,维持边界处网格的六方向间断线通路特性。对于“常应变率三角形单元及速度间断线”网格离散模式,六方向贯通式间断线网格布局,较之三方向贯通及Delaunay三角剖分的情况,能更好地发挥速度间断线的效用,明显提高边坡稳定性问题的计算精度。六方向贯通式间断线网格布局,还可以结合高阶变形单元、网格自适应等措施,扩展其应用范围。 展开更多

关键词 边坡稳定性 上限有限元方法 速度间断线 六方向贯通式间断线 网格拓扑结构 交互网格切割

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闭合三角网格的优化切割与保角映射 被引量：2

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作者 付妍 宋本聪 周秉锋 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期13-18,共6页

提出一种自动地将任意闭合三角网格切开并保角映射到二维平面域的算法.通过对自动提取的模型初始切割线逐步优化得到模型切割线,优化过程由一个与保角映射扭曲度和合法性相关的成本函数控制.为了减小映射扭曲,算法中不预先固定参数域边... 提出一种自动地将任意闭合三角网格切开并保角映射到二维平面域的算法.通过对自动提取的模型初始切割线逐步优化得到模型切割线,优化过程由一个与保角映射扭曲度和合法性相关的成本函数控制.为了减小映射扭曲,算法中不预先固定参数域边界,而在参数化过程中自动地确定网格的自然边界.实验结果表明,该算法通过优化切割线和参数域边界有效地降低了三角形形状扭曲,并保证了参数化结果的合法性. 展开更多

关键词 网格切割 网格参数化 自然边界

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三维直角叉树切割网格Euler方程自适应算法 被引量：7

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作者 桑为民 李凤蔚 鄂秦 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2002年第4期394-402,共9页

基于叉树数据结构,实现了一种用于三维直角叉树切割网格的自适应算法,包括对几何外形,以及对流场计算的自适应网格加密技术。在初始网格的生成过程中,根据相邻网格的物面法向向量间的差值,进行针对外形的自适应网格加密;在流场计算中,... 基于叉树数据结构,实现了一种用于三维直角叉树切割网格的自适应算法,包括对几何外形,以及对流场计算的自适应网格加密技术。在初始网格的生成过程中,根据相邻网格的物面法向向量间的差值,进行针对外形的自适应网格加密;在流场计算中,根据相邻网格间选定物理量梯度的变化,进行针对流场的自适应网格加密。详细地描述了三维直角叉树切割网格的生成过程,以及对任意网格的切割细分算法。在自适应过程中,分别采用了八叉树和全叉树的数据结构,八叉树是基本的数据结构,而全叉树的采用,使网格具有了各向异性的特征,从而大大的减少了自适应网格的数量。采用中心有限体积法,求解Euler方程,并运用上述方法,完成了对外形和流场的自适应网格加密算法,获得了较好的数值计算结果,证明了自适应算法的正确性,体现了直角叉树切割网格自适应技术的有效性和实用性。 展开更多

关键词 直角叉树切割网格 自适应算法 叉树数据结构 EULER方程 计算流体力学

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基于直角叉树切割网格的复杂外形N-S方程数值模拟

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作者 桑为民 李凤蔚 鄂秦 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期265-269,共5页

对于粘性绕流的数值模拟,在直角叉树切割网格的基础上,结合三角形非结构网格和矩形结构化网格,利用其各自的优势和特点,提出了一种生成混合杂交网格的思路和方法。在物面附近生成了适合粘性流计算的大长宽比矩形网格,在远场分布直角叉... 对于粘性绕流的数值模拟,在直角叉树切割网格的基础上,结合三角形非结构网格和矩形结构化网格,利用其各自的优势和特点,提出了一种生成混合杂交网格的思路和方法。在物面附近生成了适合粘性流计算的大长宽比矩形网格,在远场分布直角叉树切割网格,快速离散计算空间。对于复杂的多体问题,采用三角形网格来连接各体网格,并运用网格合并的方法,保证了各网格之间的光滑过渡与连接,提高了网格的质量。针对复杂多段翼型绕流问题,在上述网格基础上,采用B－L代数湍流模型和中心有限体积法,完成了 Navier－Stokes方程(N-S方程)的数值模拟。计算结果表明,网格生成和流场计算都是正确的。 展开更多

关键词 复杂外形 N-S方程 数值模拟 直角叉树切割网格 混合网格技术 NAVIER-STOKES方程 多段翼型 粘性绕流

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适用二维切割体网格的THINC/QQ算法扩展研究

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作者 李超 段文洋 赵彬彬 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1256-1262,共7页

为了扩展基于二次曲面和高斯积分的双曲正切函数界面捕捉算法THINC/QQ的单元适用类型,本文将适用切割表面式非结构单元的THINC/QQ-SF算法原理应用于二维切割体网格。在进行界面重构时,先将带悬挂点的复杂单元虚拟简化为常规的四边形或... 为了扩展基于二次曲面和高斯积分的双曲正切函数界面捕捉算法THINC/QQ的单元适用类型,本文将适用切割表面式非结构单元的THINC/QQ-SF算法原理应用于二维切割体网格。在进行界面重构时,先将带悬挂点的复杂单元虚拟简化为常规的四边形或三角形单元;而在计算流体体积流量时再考虑各单元的真实拓扑结构。针对典型流体体积对流和溃坝算例,本文设计了一系列二维切割体网格,并验证了所用扩展方法的可行性。研究表明:与高分辨率界面捕捉HRIC算法相比,二维THINC/QQ-SF算法的计算精度更高,能有效抑制多相流界面发生大变形时的流体体积数值耗散。 展开更多

关键词 多相流 界面捕捉 流体体积法 THINC/QQ 二维切割体网格 高分辨率界面捕捉算法 溃坝

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笛卡尔切割单元法在湖泊二维流场模拟中的应用 被引量：2

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作者 朱嵩 毛根海 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第5期606-608,613,共4页

针对湖泊几何边界复杂的特点,为了高效并准确地计算流场,采用了基于有限体积法的笛卡尔切割单元法.该方法在流场主要区域采用笛卡尔网格,而对与固体边界相交处的单元采用特殊的处理.这样既保留了笛卡尔网格求解速度快的优点,同时在边界... 针对湖泊几何边界复杂的特点,为了高效并准确地计算流场,采用了基于有限体积法的笛卡尔切割单元法.该方法在流场主要区域采用笛卡尔网格,而对与固体边界相交处的单元采用特殊的处理.这样既保留了笛卡尔网格求解速度快的优点,同时在边界处又保证了精度,避免了传统差分法处理该类问题需采用阶梯形网格逼近而导致的失真问题.通过与一个标准算例的贴体网格计算结果对比,显示计算结果一致.最后运用笛卡尔切割单元法,求解了杭州西湖的二维流场,结果表明该方法适用于具有复杂几何边界的湖泊流场求解,且精度较高. 展开更多

关键词 湖泊 笛卡尔网格切割单元法 复杂几何边界 有限体积法

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基于自适应直角网格的二维全速势方程有限体积解法 被引量：4

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作者 吕凡熹 肖天航 余雄庆 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期424-430,共7页

为满足亚声速和跨声速飞机概念设计中快速气动计算的需求,研究和发展一种基于自适应直角网格的非线性全速势方程有限体积解法。要点如下。(1)在几何自适应直角网格的基础上,使用结合单元融合的网格切割算法处理物面边界,提出一种修正非... 为满足亚声速和跨声速飞机概念设计中快速气动计算的需求,研究和发展一种基于自适应直角网格的非线性全速势方程有限体积解法。要点如下。(1)在几何自适应直角网格的基础上,使用结合单元融合的网格切割算法处理物面边界,提出一种修正非贴体切割网格的方法。(2)采用隐式格式结合GMRES算法求解该非线性位流方程,针对流场的自适应来捕捉激波。(3)采用镜像法处理物面边界处的无穿透条件,并提出解析的方法来修正镜像单元的值。(4)针对直角网格的特点,提出在库塔线上插入库塔单元的方法施加库塔条件。NACA0012翼型绕流的算例结果表明,该方法用于亚声速和跨声速气动计算能得到令人满意的结果,且自动化程度高、收敛速度快。 展开更多

关键词 全速势方程 直角网格 有限体积法 网格切割 库塔条件 物面边界条件 网格自适应

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各向异性自适应笛卡尔网格生成方法研究 被引量：1

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作者 逯雪铃 叶正寅 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期147-151,共5页

对复杂情形下笛卡尔切割网格生成技术进行分析研究,改进了网格切割技术处理复杂外形和退化几何的能力并在满足贯通性的基础上采用了多样的网格融合的判断和处理方法,从而保证了生成过程的可靠性和网格的质量。采用交错二叉树管理物体表... 对复杂情形下笛卡尔切割网格生成技术进行分析研究,改进了网格切割技术处理复杂外形和退化几何的能力并在满足贯通性的基础上采用了多样的网格融合的判断和处理方法,从而保证了生成过程的可靠性和网格的质量。采用交错二叉树管理物体表面单元,全叉树管理笛卡尔网格单元,并采用点、面和体三级数据组织方式,可以方便快捷地实现网格的类型判断、各向异性自适应、切割、光顺和融合等操作,从而可以快速生成高质量的笛卡尔网格。 展开更多

关键词 笛卡尔网格 各向异性自适应 网格切割 网格融合

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高速滑行艇CFD精度研究 被引量：24

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作者 王硕 苏玉民 +1 位作者 庞永杰 张曦 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期1107-1114,共8页

文章基于RANSE VOF求解器,对高速滑行艇稳定直航状态下的水动力计算精度进行研究。根据模型试验中的航行姿态,建立水气二相流模型进行数值模拟。分别采用结构化网格和切割体网格对楔形体进行计算,分析阻力和动升力的计算精度。通过比较... 文章基于RANSE VOF求解器,对高速滑行艇稳定直航状态下的水动力计算精度进行研究。根据模型试验中的航行姿态,建立水气二相流模型进行数值模拟。分别采用结构化网格和切割体网格对楔形体进行计算,分析阻力和动升力的计算精度。通过比较得知,对于高速滑行表面问题,切割体网格和结构化网格同样可以满足工程精度,而前者能够很好地适应复杂的滑行艇表面且网格生成较为便捷。因此文中进一步采用切割体网格对滑行艇进行数值计算,精度同样满足滑行艇的模型试验,验证了CFD方法可以满足两相流中高速滑行表面的水动力计算精度问题。 展开更多

关键词 RANSE VOF求解器 高速滑行表面 切割体网格 工程精度

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弹性楔形体各状态参数对入水运动性能的影响 被引量：6

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作者 王文华 黄一 +2 位作者 王言英 翟钢军 黄亚南 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期1320-1330,共11页

为了分析砰击问题的各种状态参数对船舶入水运动性能的影响,文章采用一种新的CFD(Computational Fluid Dynamic)方法动态数值模拟了二维弹性楔形结构的自由入水过程。此方法利用液面捕捉法和直角切割网格系统解决入水过程中瞬时移动的... 为了分析砰击问题的各种状态参数对船舶入水运动性能的影响,文章采用一种新的CFD(Computational Fluid Dynamic)方法动态数值模拟了二维弹性楔形结构的自由入水过程。此方法利用液面捕捉法和直角切割网格系统解决入水过程中瞬时移动的自由液面和动边界问题,结合弹性板条梁结构的有限元理论将算法扩展应用于弹性结构的入水特性分析。其中,根据流场的直角切割网格和弹性结构的板条梁单元的特点,提出适合该文算法的流固耦合策略和边界数据传递方法。通过与实验数据进行比较,证明了文中算法求解弹性楔形体入水问题的正确性和合理性。最后,建立不同状态参数(结构材料属性、板厚和质量、底面斜升角和入水高度等)的弹性楔形结构自由入水模型,研究了各参数对自由入水的弹性楔形结构的整体运动性能和局部变形响应的影响。 展开更多

关键词 弹性楔形结构 自由入水 液面捕捉法 直角切割网格系统 有限元理论 数据传递方法

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圆柱在波浪中入水的数值模拟 被引量：10

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作者 王文华 王言英 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1393-1399,共7页

为了研究波浪对圆柱入水过程的影响,采用二维CFD(Computational Fluid Dynamic)方法数值模拟了圆柱在规则波中的入水过程.该方法采用自由液面捕捉法和直角切割网格系统分别处理自由液面和物体动边界,结合推板造波和海绵阻尼消波原理而... 为了研究波浪对圆柱入水过程的影响,采用二维CFD(Computational Fluid Dynamic)方法数值模拟了圆柱在规则波中的入水过程.该方法采用自由液面捕捉法和直角切割网格系统分别处理自由液面和物体动边界,结合推板造波和海绵阻尼消波原理而实现数值造消波,并分析波浪参数(波高、周期和圆柱入水时的波浪相位)对圆柱入水动力特性的影响.以在波浪中的起重船上悬吊圆柱入水作为工程应用实例进行数值模拟,研究不同工况下绳索的张力变化和重物的运动特性. 展开更多

关键词 波浪 圆柱入水 自由液面捕捉法 直角切割网格 数值造消波

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桨叶涡流场中舵表面脉动压力的数值模拟 被引量：2

15

作者 胡健 张维鹏 汪春辉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1690-1695,共6页

为了探讨螺旋桨涡流场中的舵表面的脉动压力特性,本文使用大涡模拟的方法研究了螺旋桨和舵的相互作用。螺旋桨模型使用单桨叶E779A模型,使用切割体网格划分方式对流场域进行网格划分,对螺旋桨和舵附近的流场域进行网格加密,采用重叠网... 为了探讨螺旋桨涡流场中的舵表面的脉动压力特性,本文使用大涡模拟的方法研究了螺旋桨和舵的相互作用。螺旋桨模型使用单桨叶E779A模型,使用切割体网格划分方式对流场域进行网格划分,对螺旋桨和舵附近的流场域进行网格加密,采用重叠网格方法实现螺旋桨的旋转;对桨舵干扰下的梢涡流场进行数值模拟,探讨了梢涡流场中舵表面压力的分布情况,对舵表面上的脉动压力分布进行时域和频域分析,从数值模拟结果可以看出:梢涡流经舵表面之后会产生错位现象,错位的方向与螺旋桨旋向相一致,位于梢涡流场区的舵表面上的压力具有非常强烈的周期性,而位于毂涡流场区的舵表面上的压力周期性不强。 展开更多

关键词 螺旋桨 舵 梢涡 脉动压力 大涡模拟 切割体网格 压力分布 频域分析

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同步入水双圆柱相互作用的计算研究 被引量：1

16

作者 王文华 王言英 《船海工程》 2011年第2期17-21,共5页

为了研究多圆柱入水的相互影响,采用二维CFD方法数值模拟双圆柱同步常速入水物理过程。利用自由液面捕捉法来计算自由液面,将自由液面当作密度域的接触间断来处理,以非均匀密度的不可压缩Euler方程作为控制方程。采用直角切割网格作为... 为了研究多圆柱入水的相互影响,采用二维CFD方法数值模拟双圆柱同步常速入水物理过程。利用自由液面捕捉法来计算自由液面,将自由液面当作密度域的接触间断来处理,以非均匀密度的不可压缩Euler方程作为控制方程。采用直角切割网格作为离散网格系统和有限体积法进行数值离散,以人工压缩法来实现速度和压力的耦合求解,采用Roe的近似Riemann解算子计算流函数和一阶隐式的双时间推进法进行时间步进。以三个不同参数的双圆柱入水作为算例,将数值模拟得到的自由液面形状、圆柱压强分布和受力时间历程与单圆柱入水的结果进行了比较。 展开更多

关键词 同步入水 自由液面捕捉法 直角切割网格

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滑行艇静水直航及波浪中运动的数值模拟 被引量：13

17

作者 王硕 苏玉民 杜欣 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期119-126,共8页

为准确估算滑行艇的水动力性能,基于RANSE VOF求解器,选取滑行艇拖曳阻力模型实验和耐波性模型实验,采用切割体网格和整体动网格技术,对滑行艇在静水中的高速直航和在规则波浪中的迎浪运动进行了多自由度数值模拟.为验证模拟的真实性,... 为准确估算滑行艇的水动力性能,基于RANSE VOF求解器,选取滑行艇拖曳阻力模型实验和耐波性模型实验,采用切割体网格和整体动网格技术,对滑行艇在静水中的高速直航和在规则波浪中的迎浪运动进行了多自由度数值模拟.为验证模拟的真实性,将模拟计算值与实验值进行比较,结果表明,计算流体动力学技术可以准确且高效地模拟滑行艇在静水以及波浪中高速航行时的运动姿态和水动力特性,为滑行艇设计提供可靠的参考依据. 展开更多

关键词 滑行艇 运动姿态 水动力特性 RANSE VOF求解器 切割体网格 数值模拟 计算流体动力学

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