脉冲式火箭发动机工作过程的数值分析+文献综述(5)
构网格和非结构网格两种模式。结构网格非常容易生成复杂物面附近的边界层网格，
并且可以实现网格拓扑，而且计算结构网格的数值方法非常成熟，在处理湍流问题方
面非常方便，是当前数值模拟网格划分的主要方法。非结构网格网格生成质量好，可
以实现网格的自适应[1-5]。
3.2.1 网格生成基本步骤
由于固体火箭发动机内部流场比较复杂，本文采用Gambit软件划分研究对象的
非结构化网格。
3.2.1.1 生成线网格
在线上生成网格，作为将在面上划分网格的网格种子，用户可以详细的控制在
线上节点的分布规律，Gambit 提供了满足CFD 计算特殊需要的五种预定义的节点分
布规律。
3.2.1.2 生成面网格
对于三文问题，划分面网格可以作为划分体网格的网格的网格种子。Gambit根
据几何形状及CFD计算的需要提供了三种不同的网格划分方法:
1、映射方法
映射网格划分技术是一种传统的网格划分技术，它仅适合于逻辑形状为四边形
或三角形的面，它允许用户详细控制网格的生成。在几何形状不太复杂的情况下，可
以生成高质量的结构化网格。
2、子映射方法
为了提高结构化网格生成效率，Gambit软件使用子映射网格划分技术。也就是
说，当用户提供的几何外形过于复杂，子影射网格划分方法可以自动对几何对象进行
再分割，使在原本不能生成结构化网格的几何实体上划分出结构化网格。子映射网格
技术是FLUENT公司独创的一种新方法，它对几何体的分割只是在网格划分算法里进
行，并不真正对用户提供的几何外形做实际操作。
3、自由网格
对于拓扑形状较为复杂的面，可以生成自由网格，用户可以选择合适的网格类
型(三角形或四边)。
3.2.1.3 生成体网格
对于三文流动问题必须生成三文实体网格.Gambit提供五种体网格的生成方法：
1、映射网格：对于优尔面体结构，可以使用映射网格方法直接生成优尔面体网格。
对于较为复杂的几何形体，必须在划分网格前将其分割为若干格优尔面体结构。
2、子映射网格:Gambit软件的子映射网格划分技术同样适用于体网格。也就是
说，当用户提供的几何外形过于复杂，子影射网格划分方法可以自动对几何对象进行
再分割，使在原本不能生成结构化网格的几何实体上划分出结构化网格。
3、Cooper方法：Cooper方法适合于在一个方向几何相似，而在另两个方向几何
较为复杂的实体。
4、Tgrid方法：对于复杂的工程结构，可以采用Tgrid 方法方法生成四面体和
金字塔网格，Tgrid方法生成网格过程不需要用户干预，可以划分出网格密度变化很
大的网格。特别适合计算域很大的外流场。
3.2.2 脉冲火箭发动机的网格生成
Gambit对于三文物体的网格划分提供了四种网格类型：四面体，优尔面体，棱锥，
和楔形单元。其中优尔面体网格质量高，计算更容易收敛，同样网格尺寸，优尔面体网格
数量少很多，计算需要的时间也要短一些，但是对于相对复杂的结构，优尔面体划分网
格的质量不高，而四面体网格能够很好的对其进行网格划分。
在对发动机进行网格划分时，将发动机分成点火具区、燃烧室区、燃气转向区、
喷管区四个部分。 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 35 页
3.2.2.1 点火具的网格划分
由于发动机中点火具排气孔和点火具与燃烧室的交界面处的流场参数变化十分