基于拓扑分割的泵叶轮六面体网格划分方法

发布时间：2020-12-25 17:34

　　叶轮是泵设备的核心零部件之一,关系着泵设备运行的稳定性与安全性;为提高叶轮数值模拟试验的精度与求解效率,提出了一种基于拓扑分割的泵叶轮全六面体网格划分方法;首先进行物理三维模型的拓扑结构理论分析,获取模型的拓扑分割方法;其次研究基于映射理论的六面体网格生成方法,获得虚拟计算域模型;然后优化网格质量并进行网格规模控制;最后以泵叶轮为例,开展全六面体有限元网格划分,并利用ANSYS仿真软件,验证叶轮全六面体有限元网格划分方法的合理性;研究结果表明:叶轮全六面体网格模型具有网格质量高、抗畸变能力强、规模数量小、求解效率快等特点。 

【文章来源】：重庆工商大学学报(自然科学版). 2020年04期

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

笛卡尔与自然坐标关系转换示意图

针对局部网格质量不高的问题，可以通过调整拓扑分割结构，达到网格质量的动态调整。下面以某圆环为例，论述动态调整步骤，如图3所示。图3(a）为经过拓扑分割实现的六面同胚图形，但局部区域（图3(b））六面体模型夹角变化大，导致生成如图3(e）网格模型，产生了扭曲与变形，降低了圆环整体网格质量。通过点线面的局部调整，将模型调整靠近标准的六面体，如图3(c）所示，最终实现图3(d）所示的模型的拓扑分割，生成的网格模型如图3(f）所示，从视图上看，基本无扭曲与变形的网格，网格质量有了显著提升。2.3 网格模型数量控制

加密过程包括边的加密与整体加密，仍以圆环为例，如图4所示。对A区域某条边进行了3倍网格细化，对B区域则采用整体网格3倍加密。从视图上观察，圆环网格目标区域成功进行了细化，且过度区域网格形状规整，质量较高。依据目标网格要求，也可以进行其他加密系数的网格细化。3 泵叶轮六面体网格生成与案例验证

【参考文献】：
期刊论文
[1]气动边界不确定条件下离心压气机叶轮优化设计[J]. 唐新姿,王喆,肖鹏,彭锐涛.  机械科学与技术. 2019(06)
[2]机载离心式制冷压缩机叶轮级流动仿真研究[J]. 高峰,潘晓燕,朱德润.  机械科学与技术. 2019(06)
[3]基于子域分解的全六面体网格生成方法[J]. 汪攀,张见明,韩磊,鞠传明,池宝涛.  中国机械工程. 2018(03)
[4]农机发动机叶片复杂零件的有限元网格生成方法研究[J]. 毛丹丹,刘志刚.  农机化研究. 2018(04)
[5]复杂机械零件的六面体有限元网格生成方法[J]. 曹华军,舒林森,许磊,李浩.  机械工程学报. 2014(15)
[6]复杂构件MDO六面体网格重构方法[J]. 王荣桥,贾志刚,樊江,胡殿印,申秀丽.  航空动力学报. 2011(09)
[7]三维实体网格自适应划分算法[J]. 张文明,刘彬,徐刚.  机械工程学报. 2009(11)
[8]结构仿真高精度有限元网格划分方法[J]. 李涛,左正兴,廖日东.  机械工程学报. 2009(06)
[9]六面体网格自动划分和再划分算法[J]. 赵国群,虞松,王广春.  机械工程学报. 2006(03)



本文编号：2938097