弹簧近似法在二维非结构动网格生成技术中的应用

霍世慧， 王富生， 岳珠峰

（西北工业大学 力学与土木建筑学院，西安 710129）

在工程实际问题中，存在着很多包括运动边界的非定常复杂流场，如自由液面流动问题、流体与结构耦合问题、气动弹性问题、强迫振动及多体分离问题等，这些问题中运动边界的处理是计算流体力学的一个难题。在这些问题的求解过程中，计算区域随着时间的变化而变化，相应区域网格也需发生改变。在网格的变形中，常用到的有网格重生成和网格变形技术。网格重生成技术是根据结构变形修改几何模型，并全部或部分重新生成模型网格；网格变形技术是基于原有网格进行网格位置、形状的修改生成新的网格，而网格的拓扑结构没有发生改变。网格重生产技术生成模型网格的过程复杂，耗费大量的时间，而且在模型局部特殊部位需要手动修改才能生成较好的网格，限制了动网格的应用，而网格变形技术只是对网格进行位置、形状的修改，很好地克服了网格重生成技术中的这些缺点。本文将开展网格变形技术在动网格中的应用研究。

目前国内外发展的可靠性较高的网格变形技术主要有弹性体近似法［1－3］（Elastic solid method，ESM）和弹簧近似法［4－8］（Spring analogy method，SAM）。弹性体近似法是把整个计算区域看成一个弹性体，通过求解控制网格点移动的基本方程来求出网格内部点的位移；弹簧近似法是把整个计算区域看成一个由弹簧组成的系统，当边界发生运动时，内部网格点按当地的运动强度重新布置达到新的平衡。……