1。2 研究现状

第二章 基本理论

2。1 网格

Multiple Block Grid 3也就是分块网格法，这种方法是二十一世纪新发展起来

的一种网格划分技术。是化复杂为简单的一种，原理是用分块的办法慢慢将一个复杂 的三维立体区域分解，分解成一系列简单的三维子区域，然后再细化，也就是在每个 子区域中构造出网格，这里一般用的是贴体坐标的生成技术进行的，然后这些子体组 成一个总体，总体的贴体坐标形成网格系统。复杂的三维流动区域一般很难覆盖，通 过这样分块网格的方法可以使过程简单，可以想象用小的字块填充空间，为了在网格 空间中充分运用大多数的 CFD 技术，在分块网格生成的网格空间中就需要不同的流动 模型以及不同的疏密分布的网格，这样才能充分运用。子块的划分多种多样，一种可 以根据方便人为的划分，一种可以根据相互关系人为的划分。发展到现在，各个子块 的网格划分，即便是三维网格生成都已经不是难的地方了，主要的难点在于如何妥善 的处理好各部分之间的关系，比如计算块与物理块之间的关系还有重中之重的是子块 与子块之间的联系，这是很关键的部分，尤其在保证网格生成质量上很重要。怎样解 决这一问题呢，现阶段的解决办法是在子块与子块的分界面上再划分一层网格，一块 子块嵌入与之相邻的另一子块的一层网格，同样每每相邻的子块都嵌上对方一层网 格，如此循环下去，一层叠一层，通过这样的方法来改善界面处的连续性。并且，更 为重要的是，分界面的网格点由此可以求得，通过作为内点的方式由泊松方程求得。 更为便利的是，在之后的流场计算时，当要求解分界面网格节点上的流场特征值时， 也可以用同样方法求解，也像处理内点一样，通过控制方程求解出。这样还有一个好 处，就是可以避免一些分界面难以编辑控制方程边界条件，使得求解困难，因为一般 由分块网格生成法生成的分块网格的块交界面是难以编辑控制方程边界条件的，这样 会使得网格生成以后的流场计算变得困难。所以，在人工划分的子块界面是有要求的， 基本上处理的越光顺连续越好，因为这样就不会出现数据断层，从而保证了连续性。 这种求解技术应用很广，属于分块耦合的方法。在物理界面的分块问题上当然是很适 用的，同样适用于任何子块的分界面。因为这种方法使得网格的连续性更好，更易处 理问题。分块的选择有很多，其中人工的方法最为方便，也是比较直观的。如果有一 个复杂的三维区域问题出现，就可以用这种方法将其分为一个或者多个子块，当然一 般都是根据它的几何特征分的，而且分出来的子块一般都是具有六个面的子块。控制 面就是子块的固定边界，控制面包括：物面和人为设定的断面。耦合面就是子块与子 块的交界面，并且这些交界面都是采用耦合一层的办法。对物面和人为设定的断面这 类控制面是要给出它的面上的二维网格分布情况的。同样耦合面也要给出网格节点值的，不过只需要他四个顶点的就足够了。另外，重叠耦合的要求比较高，它对两个相 邻的子块分界面有要求，要求这分界面具有相同的二维尺度，这就使得分块的重叠耦 合就难做了，而且情况也变得十分复杂，同时还增加了分块的数目，不仅如此，还增 加了计算量。是一难点。

二维叶片截面的情况下，域网格是由双矩形带。一个固定的外部矩形区域和一个 较小的区域，包含二维叶片部分都是设置在外部区域。数值解域被认为是一个真实的 测试坦克执行数值仿真。在其侧壁在（罐壁）的滑动条件强加。在每一个时间步的内 部区域的二维叶片部分由一个小角度旋转。网格每个区域内的组合产生的结构化和非 结构化网格。提高精度计算，成二维叶片截面上的边界层网格。整体计算网格尺寸需 要大约 92000 单元体满足网格独立性条件。旋转边界条件速度被设置为 2100 转。的 湍流强度和粘度比被设置为 1%。无滑移条件的设置二维叶片截面壁。压力边界条件 设置在出口上，设置一个滑动边界条件侧壁（罐壁）。在四元中进行了收敛性分析数 字。附近的自由表面附近的楔形配置好的元素和粗元素在远场的定义。有图描述了元 素的影响在用叶片截面水平数（FH_total）和垂直（FV_total）总的力量，这迅速收 敛的总数的增加单元体。当元素增加到 92000 个单元体，力达到恒定的值，并收敛。文献综述 CFD+FLUENT叶片数对高速船螺旋桨的性能影响(4):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_91358.html