复杂外形下网格自动生成及流场计算新框架----高温气体动力学国家重点实验室

复杂外形下网格自动生成及流场计算新框架

徐春光，欧阳鑫，陈洁，刘君

（中山大学，等）

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引用格式：

徐春光, 欧阳鑫, 陈洁, 等. 复杂外形下网格自动生成及流场计算新框架[J]. 气体物理, 2024, 9(6): 46-61.

Xu C G, Oouyang X, Chen J, et al. A novel framework for automated grid generation and CFD simulation of complex geometries[J]. Physics of Gases, 2024, 9(6): 46-61.

关键词：自动化CFD，Descartes网格，自由节点有限差分法，贴体网格，簇状网格，离散等价方程及其离散法则

摘要：针对计算流体力学工程应用中复杂外形下贴体网格难以全自动生成的问题，介绍了一种全新的自动化网格生成及计算新框架。新框架包括网格线允许交错的贴体网格生成、计算模板自由选点的差分计算和差分计算中坐标变换几何诱导误差消除等3个算法模块，实现从物面水密网格导入到流场计算结果输出的全流程自动化处理。网格生成算法从物面点矢量出发，根据给定的贴体网格层高、增长倍率、层数等参数一次性生成贴体网格，删除重叠部分网格，并重构出自由节点有限差分法计算需要的计算模板；自由节点有限差分法利用重构的计算模板，完成流场参数的差分求解；坐标变换几何诱导误差消除算法用于消除差分计算中从物理平面变换到计算平面时引入的几何诱导误差，实现保自由流，提高计算精度。验证结果表明，新框架在复杂外形下能够自动生成网格，显著提高了网格生成效率，同时计算精度与常规方法计算精度相当，具备工程实用价值。