拓撲映射法劃分結構化六面體網格在水利工程方面的應用

李 揚,唐巨山,張 婷

(1.浙江省水利水電勘測設計院,浙江杭州310002;2.浙江省水利廳,浙江杭州310002)

0 引 言

近幾年來,數值模擬技術在水利工程方面的應用得到了較快的發展,數值模擬技術的核心就是利用有限差分法、有限體積法等,離散求解控制方程。在前處理階段無一例外的需要對計算區域進行離散化,用有限個容易分析的單元來表示復雜對象,得到離散求解偏微分方程組所需要的網格單元[1]。

網格劃分一方面要考慮對劃分對象復雜邊界的填充效果,另一方面要考慮網格質量、網格密度對計算結果可靠性的影響。所劃分的網格主要有結構化網格和非結構化自由網格之分。非結構化自由網格,沒有網格節點的限制,每一個網格節點周圍的的網格單元,其形狀大小和個數都是不固定的[2],簡單說就是網格沒有規律性,表面上看上去很不整齊。非結構網格的優點就是對復雜邊界的填充效果好,劃分過程自動性高,劃分方法傻瓜式,但是也就存在劃法欠專業,過程可控性差,且計算精度較結構網格差,收斂速度慢,計算工作量大等的缺點。結構化網格,嚴格意義上講網格內任何一個網格節點的所有毗鄰網格單元都是完全相同的,網格整齊,有規律。結構化網格生成速度快,生成的網格質量好,能有效的提高計算精度,節省計算成本。

結構化網格劃分過程中人工干預成分較多,劃法具有一定專業性,其對復雜外形的適應能力較差,要想在有復雜幾何外形的計算域中得到高質量的結構化六面體網格是具有一定難度的。……