物面
- 笛卡尔网格下精确高效的壁面距离计算方法
尔网格可以不依赖物面网格直接生成，因具有自动化程度高、复杂外形适应性好、非定常/多尺度流动结构捕捉能力强等优势而广受关注[1]。壁面距离的精确高效计算对实现笛卡尔网格方法具有重要意义：一方面，由于笛卡尔网格的非贴体特性，通常采用虚拟单元法处理物面边界[2-6]，需要根据物面确定虚拟单元的壁面距离，寻找参考点并插值获得其物理量，壁面距离精确计算对虚拟单元物面处理精准度有较大影响；另一方面，对于非定常流动或运动物体，笛卡尔网格会根据流场的变化或物体的运动进行自
空气动力学学报 2023年7期2023-09-02
- 高超声速CO2稀薄气体振动激发与DSMC方法实现
出了MPF探测器物面压力和迎风面热流密度沿探测器上半壁面(从前驻点沿上物面至后驻点)的变化图,横坐标S表示壁面沿前驻点的距离。由图中可以看出,本文的计算结果与文献[18]中给出的结果基本一致,在前驻点迎风位置和探测器肩部拐角处的压力、热流密度与参考文献几乎一致,且在探测器尾部出现了0.1 Pa左右的近乎“真空”区域,符合实际情况。图6 物面压力Fig.6 Surface pressure图7 迎风面热流密度Fig.7 Heat flux density o
弹道学报 2023年2期2023-07-03
- 重叠网格中割补法的改进及应用
小、插值边界远离物面,提高流场求解精度。重叠网格技术是求解复杂外形流场及多体相对运动问题的有效途径,而准确高效的洞面优化方法是其关键技术之一。常用的洞面优化方法包括阵面推进技术[5]、隐式挖洞技术[6]以及割补法[7]。阵面推进技术是利用2个阵面反复迭代推进挖洞面来进行重叠网格挖洞的过程。阵面的推进距离依赖于阵面和相邻网格点之间的相对距离,且一定程度上需要人工操作,自动化程度稍低。隐式挖洞技术是一种基于网格单元品质的插值单元选择方法[8]。该方法没有单独的
合肥工业大学学报（自然科学版） 2022年9期2022-10-10
- 基于自适应笛卡尔网格的飞翼布局流动模拟
数据文件，并构造物面离散单元的二叉树，方便快速检索。2) 设定计算域，划分初始网格。3) 构建笛卡尔网格数据结构，建立网格信息存储和链接关系(邻居关系、父子关系、兄弟关系)。4) 判断网格单元类型(物面内网格单元、物面外网格单元以及物面相交网格单元)。5) 对于物面相交单元加密一定的次数，直到达到模型保真度的需求。6) 对于加密过程中新出现的网格单元，重复4)和5)。7) 对于通过上述加密得到的网格进行光顺优化。8) 进行初步流场计算，在进行到一定时间步后
航空学报 2022年8期2022-09-07
- 湍动能在激波/边界层干扰流动中的影响
，其中湍流变量在物面和来流的边界条件均按照文献[14]中的推荐值设置。图1 压缩拐角实验模型示意图[15]Fig.1 Test model of compression corner experiment[15]表2 压缩拐角算例无干扰边界层参数为检验计算网格对数值计算结果的影响，我们采用了4套网格(具体信息如表3所示)对网格收敛性进行了分析。图3给出了使用4套网格采用包含全部3个湍动能项(All组合)的RANS方程计算得到的物面压力和摩阻结果(图中为沿流
航空学报 2022年7期2022-09-05
- 基于全线程树数据结构的笛卡尔网格高效生成技术
构、基于KD树的物面数据结构、辅助判断网格类型的染色算法等，具体的生成流程如下：读取基于STL(STereo Lithography)格式的外形数据文件，构造物面离散三角形网格的KD树，方便后续步骤快速检索。根据外形的几何尺寸设定计算域，并设定网格步长，划分均匀的初始离散网格。通过FTT数据结构建立笛卡尔网格的信息存储和网格间的连接方式。判断笛卡尔网格与物面的相交关系。通过射线相交方法，结合染色算法，判断笛卡尔网格相对物面的位置关系(内部或者外部)。将与物
航空学报 2022年5期2022-07-04
- 基于数字微镜器件的高分辨率计算全息显示
真正实现高分辨率物面像素的增加。本文针对全息图局部信息可完整再现物面信息的特性，提出了一种基于数字微镜器件的高分辨率、大尺寸全息显示方法。首先对目标图像预处理，进行分辨率提升或利用计算机直接渲染出高分辨率物面。其次将高分辨率物面进行基于快速傅里叶变换的菲涅尔衍射并行计算，生成高分辨率全息图。然后建立DMD 时间序列、子全息图序列与高分辨率全息图像空间序列的映射关系，从而进行计算图像序列与对应全息显示的动态融合。实验证明，提出方法克服了光电器件的像素数目和总
液晶与显示 2022年5期2022-04-27
- 细长旋成体亚声速超大攻角非定常流动特性研究
涡一个接一个离开物面,形成旋涡脱落流动结构,并以一定角度向下游流动.此时如果观察其横截面,会发现形成类卡门涡街的流动形式[5].在无侧滑来流条件下的侧向力是非对称涡的重要标志[9-10].Lamont 和Hunt[11]的研究表明,在大部分攻角范围内(0°～ 90°),沿旋成体轴向的侧向力呈振荡分布.Dexter[12]发现侧向力强烈依赖于旋成体滚转角.在一个可独立滚转的头尖部上进行的风洞试验表明,滚转角所造成的对侧向力的影响主要头尖部带来.Luo 等[1
力学学报 2022年2期2022-03-20
- 积分项周期延拓快速计算大尺寸菲涅尔全息图
采用FFT 计算物面到全息面上的衍射时，对数据的插值操作降低了计算速度，尤其是物面或全息面的长宽比大时。当计算机制全息图的分辨率在数亿像素时，通常采用并行计算或光场与计算全息结合的方法进行全息图的计算。并行计算方法利用全息图计算中的独立性，采用多台计算设备同时计算，设备较为昂贵，计算时电能消耗大。文献［25］提出采用服务器集群的并行计算方法实现高加速比的全息图计算。文献［26］提出采用GPU 集群的并行算法，在由16 个节点构成、每个节点有16 个GPU
光子学报 2022年1期2022-02-22
- 激波/湍流边界层干扰压力脉动特性数值研究1)
的非定常运动导致物面脉动压力低频能量的急剧增强,这将使得飞行器结构出现振动疲劳问题,进而严重影响飞行安全.因此,深入研究激波/湍流边界层干扰区内压力脉动特性对认识和理解激波与湍流边界层的相互作用机制非常重要.自20 世纪70 年代以来,国内外学者一直致力于对该问题的研究.早期研究主要以风洞试验为主,受限于实验测量技术,风洞试验研究多局限于物面压力脉动信号,并以此获得干扰区内典型流动结构的特征信息,如分离激波非定常运动特性、湍流结构、速度场等.Settle
力学学报 2021年7期2021-11-09
- 基于势流理论的尾空泡对航行体表面压力影响研究
态、流场结构以及物面整体受力等方面的研究分析工作中发挥了重要作用。本文基于势流理论，利用边界元数值方法，建立了二维轴对称航行体及附着尾空泡的流场计算方法，并形成了计算程序。在此基础上计算分析了不同空泡数条件下尾空泡对上游航行体物面压力分布的影响，并以此为基础进一步分析了瞬态情况下尾空泡收缩过程对上游压力的扰动，基于数值计算结果结合实验数据说明了压力扰动的衰减规律。1 数值计算方法1.1 控制方程假设空泡附着在航行体后部扰流低压区，在无限大流体域内发展演化。
船舶力学 2021年9期2021-10-11
- 水下垂直发射航行体尾空泡振荡演化特性
响外，航行体上游物面附近流动也应考虑尾空泡扰动。针对此问题研究，势流算法可抓住不可压流动主要特征，在假设无黏、无旋条件下，以较小计算资源消耗进行影响因素研究。同时文献[12-15]表明，势流算法在进行空泡流计算时，体现了较好的精度。针对水下发射尾空泡演化对上游流动的影响问题，本文主要基于二维轴对称势流边界元方法，开展了针对水下垂直发射航行体尾部附着空泡的数值计算研究。重点关注航行体物面压力计算，通过与水洞试验数据对比，验证了数值计算方法的有效性。在此基础上
兵工学报 2021年8期2021-09-23
- ONR内倾船波浪中复原力臂非线性现象试验和数值研究
的求解中引入精确物面条件，首次在波浪稳性的计算中考虑物面全非线性，实现了沿瞬时湿表面积分的辐射力和绕射力的计算。针对外飘船型，详细研究了复原力臂的不同组成成分，并对比分析了已有的近似物面非线性方法和精确物面方法的区别，指出了目前横摇复原力臂计算方法的不足，尤其是高航速、高波陡的情况[14]。基于前期的研究结论，本文进一步采用三维时域混合源法，针对ONR 内倾船型的横摇复原力臂开展了研究，重点分析了ONR内倾船型波浪中横摇复原力臂非线性现象的原因。1 计算方
船舶力学 2021年5期2021-06-03
- 基于机器视觉尺寸测量装置的误差不确定度评定
因成像系统轴向的物面[如图3中M（X，Y，0）面] 垂直偏移引入的测量误差的标准不确定度分量和平行偏移（如图3中Zc方向）引入的测量误差的标准不确定度分量。图3 成像系统坐标系模型（1）物面定位误差引入的标准不确定度分量基于图像的测量通常都是利用小孔成像原理实现的，即利用数字图像相关方法获得的实际位移H和图像位移h之间的线性关系来实现测量。但是由于受许多不利因素的影响，实际测量过程中不存在理想的线性关系。正是由于这种被测平面（物面）与相机传感器平面（像面）
上海计量测试 2021年2期2021-05-16
- 基于激光三角法的内径测量不确定度分析
量精度还受到被测物面物理特性的影响，是激光三角法测量不确定度的主要来源[4-5]. 在微观激光三角测量中，被测物面特征如反射率、表面粗糙度以及划痕和毛孔等是主要影响[6]；在宏观激光三角测量中，被测物面几何参数，如倾角、曲率等是主要影响. 激光三角法距离测量的不确定度之一是散斑的影响[7]，因为激光散斑使得强度分布的中心位置不再与其几何中心重合；除此之外，表面反射率、光学系统的成像失真、机械振动等都会导致表面测量的不确定度.李兵等[8-9]根据物面倾角建立
五邑大学学报（自然科学版） 2021年1期2021-03-17
- 飞行器上层大气层空气动力特性探讨
子之间、 分子与物面之间的相互碰撞模拟, 整个模拟中分子之间及其与物面之间不断交换动能与内能, 待模拟足够的时间步以后, 采样统计给出每个网格中的宏观流场结果. 计算中分子之间采用VHS碰撞模型, 能量交换采用L-B模型[21], 按照Bird发展的能量按自由度分配原则采用取舍法进行抽样分配, 物面边界条件可根据需要采用完全漫反射条件或一定物面适应系数的Maxwell边界条件, 计算方法的验证见文献[11], 计算结果与Apollo返回器的气动力飞行数据吻
气体物理 2021年1期2021-02-25
- 膨胀效应对激波/湍流边界层干扰的影响
入点位置对膨胀区物面压力平均量及脉动量的影响规律。White和Ault[13]进一步研究膨胀效应对干扰区内分离泡尺度的影响。最近，Sathianarayanan和Verma[14]采用表面油流技术分析了在侧壁作用下入射激波与膨胀角干扰区分离泡三维形态的演化机制，着重探究了入射激波再入点位置、入射激波强度、膨胀强度等因素的影响。在高精度数值模拟研究方面，膨胀角激波干扰的大涡模拟(Large Eddy Simulation，LES)和直接数值模拟(Direct
航空学报 2020年9期2020-12-02
- CCFD重叠网格并行算法设计和优化
所示。(2)落入物面内部的网格点在流场计算中无实际意义，因此需要将这部分网格点屏蔽掉，一般记为“洞内点”，以区别于参与流场计算的网格点即“洞外点”。人们将标识洞内点的过程形象地称为“挖洞”，挖洞的结果即产生紧密围绕洞内点的初始洞边界，如图1b所示。(3)挖洞产生的初始洞边界一般贴近物面，使网格重叠区域庞大，同时插值区流场梯度很大，一般在挖洞结束后需要对洞面进行一些优化，以改善洞面质量。洞面优化结束后，洞边界和紧邻的一层洞内点转换为插值边界，用于各子区网格的
计算机工程与科学 2020年10期2020-11-05
- 近物面爆炸气泡溃灭与射流载荷特性研究
主要原因。对于近物面的气泡，除了距离对气泡运动特性影响显著之外，初始参数的不同，气泡的运动形式和射流载荷特性也会呈现出不同的特征。对于爆炸气泡等尺度较大的气泡，浮力对气泡的作用较为显著。而对于空化等尺度较小的气泡，粘性对气泡的作用逐渐凸显。对于存在自由液面影响的气泡，由于物面和自由液面的耦合作用，气泡射流又会有不一样的表现形式。尽管气泡在不同边界附近的运动特性已经被很多学者深入地研究，如王加夏等[6]通过电火花气泡装置和高速摄像设备对气泡与附近刚性/柔性边
四川轻化工大学学报(自然科学版) 2020年5期2020-11-05
- 国家数值风洞工程结构网格变形程序SGDP V1.0开发与应用
00)0 引 言物面变形或运动下的非定常流动数值模拟、气动外形优化设计、静/动气动弹性计算中外形随时间发生变化,需要对流场计算网格进行更新以获取新外形下的流场,动态网格生成技术是解决这一问题的有效途径[1]。动态网格生成主要有两种实现方式:网格变形与网格重构。相比网格重构,网格变形具有算法简单、计算量小、自动化程度高和不改变网格拓扑及不引入新的离散误差等优点,能够减小网格变化对数值模拟结果的影响,在气动优化和流/固耦合模拟中被广泛采用[2]。但网格变形技术
空气动力学学报 2020年4期2020-11-04
- 超/高超声速飞行器动态稳定性导数极快速预测方法
流场，利用获得的物面当地流动参数结合活塞理论来计算非定常气动力，这一方法解决了活塞理论只能计算一定马赫数范围内小迎角、尖头薄翼的缺点；刘溢浪[17]、秦之轩[18]等成功地将该方法应用于气动导数快速预测。结合定常CFD与当地流活塞理论的方法来预测动导数，从结果来看，能够较好地揭示超声速/高超声速流动下飞行器动导数的变化规律，相比于完全非定常CFD时域推进方法可以节约大量计算时间。然而，该方法仍然依赖定常CFD流场数据，无法在飞行器设计早期阶段快速地给出定性
航空学报 2020年4期2020-06-08
- 圆柱型层析计算全息技术研究
◦显示。该方法将物面与全息面视为同心圆柱面，通过计算物面到达全息面的衍射光场，并引入虚拟参考光以获得干涉图样。许多学者们对计算圆柱全息技术进行研究，得到了一系列极具参考价值的实验结果：2005年，Sando 等人通过定义物体和全息图为同心圆柱面来满足位移不变性，在空域中通过卷积方法计算圆柱全息图，模拟过程用了3 次快速傅里叶变换（fast fourier transform,FFT），比直接计算方法快10 000倍[7]；2013年，Sando 课题组又提
应用光学 2020年2期2020-06-04
- 超声速膨胀角入射激波/湍流边界层干扰直接数值模拟
点位置对膨胀区内物面压力平均量及脉动量的影响规律，但由于入射激波强度较弱，干扰区内并没有发生流动分离现象。随后，White和Ault[21]进一步研究发现在强激波干扰下膨胀效应将会导致干扰区内分离泡尺度的减小。最近，Sathianarayanan和Verma[22]试验研究了考虑侧壁效应的入射激波与膨胀角湍流边界层相互作用，着重探究了入射激波强度、膨胀角角度以及入射点位置等因素对分离区三维形态的影响机制。相较于风洞试验，国内外在膨胀角激波/湍流边界层干扰的
航空学报 2020年3期2020-04-15
- 基于浸润边界-格子波尔兹曼通量求解器的柔性结构流固耦合数值模拟
言具有动态复杂物面边界物体的绕流问题,是非定常流体力学研究的一个重要课题。特别地,在以仿生微型飞行器为代表的低雷诺数大变形柔性结构流固耦合仿真中具有重要的研究价值[1-2]。在流固耦合数值模拟中,非定常边界流场与柔性结构变形需要进行耦合计算,无法事先预测的动态变形物面对所使用的非定常流场求解器的动边界处理能力提出了特殊的要求。基于贴体网格的流场求解器在处理此类问题时需要进行动态网格重构,这往往带来复杂繁琐的计算,一般会增加计算时间并降低求解鲁棒性。而基于
空气动力学学报 2019年5期2019-12-31
- 基于一种改进的虚拟单元法模拟包含静止/运动边界的流动问题*
网格技术的关键,物面处理的方式一直是国内外学者们研究的热点,近年来,浸入边界法(immersed boundary method)[3]越来越受到研究者们的重视,这种方法相比切割单元法(cut-cell method)[4]不需要对网格进行切割,极大地减小了计算量,在模拟包含运动边界的流动问题时有着明显的优势.常规的浸入边界法包括连续力法和离散力法,这两种方法在模拟不可压缩流的领域都获得了极大的成功[5,6],然而在模拟高雷诺数情况下的可压缩流动时都存在着
物理学报 2019年12期2019-06-29
- 激波/湍流边界层干扰物面剪切应力统计特性
压缩拐角干扰区内物面压力、摩阻及平均速度的演化规律。Ardonceau[5]和Smits等[6]分析了激波干扰对湍流脉动的增强机制。结果表明，激波干扰湍流剪切应力的影响要明显强于雷诺应力的其他分量，干扰区下游湍流边界层内质量通量脉动强度显著增强。分离激波的低频振荡现象及其物理机制一直以来都是风洞试验的研究热点。Andreopoulos和Muck[7]发现上游湍流边界层的猝发现象与低频振荡运动密切相关。但随后，Erengil和Dolling[8]的研究结果表
航空学报 2019年5期2019-05-25
- 基于高倍物镜的相位显微成像方法∗
关键是如何保证各物面位置满足成像关系的同时,使它们之间距离满足采样公式的要求.显微系统的成像关系与凸透镜的成像规律一致.如果CCD能采集到放大实像,样品所在平面(O0)及其衍射物面O1、O2应位于显微系统2 倍焦距与焦距之间(图1)[16].且3个采样面间的距离应满足采样条件的要求.传统的拍摄方法是移动CCD 位置采集O0、O1、O2的衍射放大像,以便进行相位重建.高倍物镜数值孔径较大焦距较短,物距(W0)大小与焦距(f)非常接近,二者差值应满足采样公式要
首都师范大学学报（自然科学版） 2019年2期2019-05-07
- 人造草坪生产线簇绒机漏纱实时检测方法
变校正模型相机与物面夹角原理如图5所示。当相机中轴线与物面(物面为平面)的垂线夹角α=0°时，相机成像的实际物面为矩形，物距L1=L2，物面在像平面中缩小比例相同，基本不存在畸变；当α≠0时，L1≠L2，物面距离像平面较近的部分的像大于距离物面较远的部分，使得所成图像产生畸变，这种现象叫做透视畸变[9-12]。在人造草坪漏纱检测时，由于簇绒机机架、相机视野等因素的影响，相机与物面的角度α≠0，导致获得的图像产生透视畸变。图5 相机与物面夹角原理图对于透视畸
自动化仪表 2019年1期2019-01-30
- 基于激光位移传感器的倾角误差分析
响最大的——测点物面倾斜对测量精度的影响做了分析与研究。1 激光三角法的测量原理典型的直射式激光三角法测量原理图如图1所示，其光路主要由激光发射装置、汇聚透镜、接收透镜、线阵COMS和后续信号处理设备五部分组成等。激光三角法的测量原理：激光源发射的激光束经过汇聚透镜后照射到被测物体的表面上，接收透镜接收由被测物体表面所反射和散射的激光束，然后在线阵COMS感光元件上成像，从而把被测物体表面的光信号转化为电信号，再经后续电路处理就可以识别出被测物体的位移变化
重型机械 2018年6期2019-01-07
- 重叠网格隐式挖洞方法的改进与应用
法需要识别出落在物面内部的网格单元，将它们标记为非计算单元从而形成洞区，位于洞区边界上的点则作为插值单元从其他网格块获得流场信息，再通过割补法[5]、阵面推进法[6]等方法优化洞区边界以获得更好的插值效果.相比传统方法，由Baeder等最早提出的隐式挖洞(Implicit Hole Cutting，IHC)方法[7]则是根据网格单元质量来判断单元类型，有着自动化程度高、插值区域网格匹配度好等优点，是目前较受关注的重叠网格挖洞方法之一.本文针对隐式挖洞方法的
复旦学报（自然科学版） 2018年5期2018-11-14
- 多角度耦合分幅相机光学系统设计
与圆心物镜相同的物面图像。这种方式弥补了前述分幅方式能量分割的缺陷，但是由于该系统各组物镜光轴平行，各系统的实际物方视场比所需物方视场的范围更大，即加大了物方视场，在一定程度上为光学设计带来了难度。针对以上问题，本文提出一种多角度耦合分幅相机光学系统，通过调整物镜光轴与物面和像面的夹角，同时对光学系统的像差进行校正，使得每幅图像基本一致，以增加接收器接收到的能量，实现了高速相机的分幅功能，同时也保证了成像质量。2 设计原理2.1 镜组间结构布局由于各组系统
中国光学 2018年4期2018-09-03
- 泳池中盘制漩涡对的形成与稳定
水中运动时，盘子物面将对流体产生阻力。因此，在盘子物面和远离盘子的来流区域处产生速度差，导致粘性应力产生。黏性应力的作用造成了流体垂直于盘子方向的流动和漩涡的形成。同时，根据达朗贝尔佯谬[1]，当物体对流体产生阻力时需要考虑黏性。由于推盘子的速度小于5 m/s，不会对液体压缩做功，所以在此流体模型中，水为不可压缩流体。综上，漩涡形成模型的流体特点为黏性且不可压缩。1.2 漩涡稳定模型的流体特点当盘子抽出水面之后，物面产生的黏滞阻力消失，此时，黏性作用可以忽
物理与工程 2018年3期2018-07-11
- 三维场景的光场成像仿真*
式可任意调整两个物面之间的间距以及物体的物距， 理论上可以排列出无穷多个物面达到近似建立三维场景的效果.在对每一物距上的平面进行光场成像时， 由于光线沿直线传播， 前景会对后景有部分遮挡， 因此图像中每一个像素点发出的光在打到主透镜之前要进行遮挡判断， 如图 5 所示.由于进入不同子孔径的光的方向不同， 遮挡的范围也不同， 所以在成像过程中， 要对每一个子孔径进行遮挡判断. 在图5中， 由于A物面遮挡了部分的B物面， 针对于所选择的子孔径来说，B物面上的阴
测试技术学报 2018年2期2018-04-20
- 含振动能激发Boltzmann模型方程气体动理论统一算法验证与分析∗
效应对绕流流场与物面力热特性的影响机制,证实了所建立的含振动能激发的Boltzmann模型方程及气体动理论统一算法的准确可靠性.1 引 言航天器从外层空间再入大气层跨流域高超声速、高温绕流流场中,气体分子的微观自由度(平动、转动、振动和电子态)因受到一定程度的激励,会出现能量彼此传递,使分子和原子间发生化学和电离反应[1].气体的宏观运动和状态变化同相应的微观物理化学过程相互影响呈现复杂的非平衡现象.根据表征分子微观自由度之间能量传递或组元之间进行化学反应
物理学报 2017年20期2017-11-12
- 基于物面弱边界条件的并行全隐式流场求解方法
10016)基于物面弱边界条件的并行全隐式流场求解方法高宜胜, 伍贻兆*, 夏 健, 徐兆可(南京航空航天大学 航空宇航学院, 江苏 南京 210016)提出了一种基于物面弱边界条件的Navier-Stokes方程并行全隐式求解方法。首先，实现了非结构网格格点格式有限体积法的粘性物面弱边界条件。以此为基础，推导了相应的粘性Jacobian矩阵。相比传统的物面强边界条件，弱边界条件的应用简化了该推导过程。接着，为了解决Spalart-Allmaras (S-
空气动力学学报 2017年1期2017-03-15
- 手术显微镜的显色性评价
微镜目镜出瞳光与物面照明光的显色指数差异，本研究测量了两台手术显微镜在分别配合不同光源和不同目镜时，物面照明光和目镜出瞳光的显色指数差异。结果表明目镜出瞳光的显色指数均低于物面照明光，且同一目镜对于不同手术显微镜的影响不同，在实际应用中应合理选择光学系统以提高手术显微镜的观察效果。手术显微镜；显色指数；复消色差目镜；氙灯；发光二极管0 引言随着医学的发展，组织器官损伤修复及重建的要求也不断被提高，手术显微镜对成功地完成高难度手术起到了至关重要的作用。目前手
中国医疗设备 2016年8期2017-01-07
- 稀薄流高超声速飞行器气动加热耦合计算*
子之间以及分子和物面之间不断进行能量交换，在经历充足的模拟时长后，通过采样统计得到每个网格的宏观流场结果。DSMC方法中，计算网格起两种作用[9]：第一种是对流场宏观流动参数进行空间离散；第二种是促进碰撞分子碰撞对的选择，使其满足基本的几何接近。计算中采用可变硬球(Variable Hard Sphere, VHS)分子模型，利用Bird非时间计数器(No Time Countor, NTC)法进行碰撞对的选取，使用Larsen-Borgnakke唯象论模
国防科技大学学报 2016年5期2016-11-28
- 鲁棒的结构网格自动化重叠方法
和改进，同时完成物面网格重叠，形成了一套鲁棒的、自动化的网格重叠系统。在挖洞方面，结合“最小洞映射”方法，提出“复合式挖洞”方法，节省内存开销；在寻点方面，通过构建格心虚网格，保证搜索空间的连续性，同时结合“有效搜索”思想，排除部分对寻点无贡献的网格点，进而减少ADT叉树节点；在洞面优化上，改变填补判别法则并引入两类受保护洞内点，确保两层插值边界建立，提高鲁棒性；在物面网格重叠上，利用物面投影法完成坐标修正，实现物面附近网格流动变量的准确传递。为验证本文方
航空学报 2016年10期2016-11-20
- 基于指数插值的浸没边界法在可压缩流模拟中的应用研究
的虚拟网格法计算物面内的流动变量，建立了适用于可压缩流动的浸没边界法。通过亚、跨声速段翼型绕流和超声速圆柱绕流算例对方法进行验证，结果显示在k值取值合适时模拟结果与实验数据较为吻合。通过对相关算例网格收敛性分析，证明了本文发展的浸没边界法具有较高的精度。文中各算例的模拟结果表明，此方法能准确捕捉亚、跨、超声速绕流问题中的各类流动结构，适用于可压缩流动的模拟。浸没边界法；指数插值；可压缩流动；直接力法；虚拟网格法0 引 言由于浸没边界法（Immersed B
空气动力学学报 2016年4期2016-04-05
- 三维可压缩Navier-Stokes方程的间断Galerkin有限元方法研究
，采用插值方法将物面的四边形面网格单元构造为弯曲面网格单元，更好地表述了真实物面特征;物面边界相邻体网格单元相应构造为高阶体网格单元，其余体网格单元采用八节点六面体单元，以较小的计算代价使网格满足DG方法计算需求。通过对三维带bump管道内流、圆球绕流以及旋转流线体绕流进行的数值求解，验证了边界弯曲方法的可行性及DG方法的高精度特性。此外，由于采用了隐式计算方法，仅需较少的时间步就能迭代收敛。间断有限元;Navier-Stokes方程;高精度;隐式方法;边
空气动力学学报 2016年5期2016-04-01
- 新型单面阵自由曲面光学测量方法成像特性仿真
能一定程序上减少物面倾斜造成的漏检。用ZEMAX软件对其探测器随系统结构参数的变化进行仿真分析,以得到最佳系统设计,从而缩短系统设计时间。ZEMAX非序列仿真 激光三角法 物面形貌测量1 引言在激光三角法位移测量方法的研究中，由于被测物面倾斜给测量带来的误差可达几十微米[1]甚至漏检。采用双三角法可以一定程度上解决该问题。但实际应用中，无法保证双三角法要求的激光束始终和被测量物体表面垂直。针对此，本文引入环状球面内反射镜，提出一种新型单面阵自由曲面光学测量
中国科技纵横 2015年17期2015-12-14
- 陷窝诱导涡结构数值模拟分析
构，类龙卷风涡从物面螺旋点升起，能引起流场的持续扰动，强化换热。Isaev［4］用 URANS和LES方法进行了陷窝诱导涡结构的非定常脱落频率的研究。谢永慧［5］用LES研究陷窝控制边界层分离研究中发现深宽比0.09陷窝内诱导的涡结构为马蹄涡，马蹄涡腿源自于物面焦点，马蹄涡头位于下游，马蹄涡周期性脱落，并在陷窝后形成发夹涡排。刘高文［7－8］用实验测量了深宽比0.2陷窝内的涡结构，发现会在陷窝背风面附近形成一个低速回流区，并发现气流经过陷窝后诱导形成一对尺
空气动力学学报 2015年5期2015-11-09
- 辐射加热对返回舱气动热环境影响的数值研究
酷区，辐射加热对物面总热流的贡献达30!;产生辐射加热效应的主要机制是高温流场中O和N原子产生连续谱和线状谱以及N2的第一正带系;物面催化效应对辐射加热影响不大。返回舱;高温气体;辐射加热;对流传热;化学组分;数值方法0 引言太空探测器返回舱再入大气层过程中，速度可达第二宇宙速度11.2km/s，返回舱周围流场最高温度超过10 000K，高温气体辐射加热在总气动加热中的比重将明显增大。此时，除了考虑边界层向物面的对流加热(包括热传导和扩散传热)外，需要考虑
空气动力学学报 2015年1期2015-06-26
- 一种基于约束框架的棱柱网格生成方法
生成方法，即利用物面网格节点与背景结构框架网格之间的单一映射关系线性插值生成棱柱网格。背景结构框架网格基于TFI方法生成。物面网格节点与背景框架网格之间的映射关系通过一种线性投影方法建立。然后通过V型槽、圆球、M6机翼和F6翼身组合体四种不同外形对该棱柱网格生成方法进行了测试，测试结果表明该方法能够避免棱柱网格生成中的网格交叉现象，保证棱柱网格的成功生成。该方法在棱柱网格质量控制、棱柱网格局部修改等方面具有较好的效率和优势，但背景框架网格的生成依然是该方法
空气动力学学报 2015年3期2015-04-14
- 基于高阶物面近似的自适应间断有限元法欧拉方程数值模拟
016)基于高阶物面近似的自适应间断有限元法欧拉方程数值模拟孙 强，吕宏强*，伍贻兆(南京航空航天大学，航空宇航学院，江苏南京 210016)将高阶间断有限元与网格自适应相结合，于非结构网格上求解二维Euler方程。将数值解多项式的高阶项贡献用人工粘性项系数的形式进行量化，网格自适应过程中以人工粘性项系数作为网格自适应的指示器。在系数达到设定的上限阀值的区域进行网格加密，在系数达到设定的下限阀值的区域将迭代过程中加密过的网格稀疏以减少网格量。所有自适应均在
空气动力学学报 2015年4期2015-04-10
- 一种基于自适应碰撞距离的DSMC虚拟子网格方法
分子之间、分子与物面之间的相互碰撞模拟，整个模拟中分子之间及其与物面之间不断交换动能与内能，待模拟足够的时间步以后，采样统计给出每个网格中的宏观流场结果。计算中分子之间采用VHS碰撞模型，能量交换采用L－B模型［14］，按照Bird的能量按自由度分配原则采用取舍法进行抽样分配物面边界条件采用完全漫反射条件。1.2 碰撞对选取的主要关键技术点碰撞距离的求解方法：由于本文计算代码为非结构网格，故而主要以非结构四面体网格为例进行介绍。从前面分析可以发现，本文的方
空气动力学学报 2014年4期2014-11-09
- 赛车空动优化的秘密
气流的分离往往是物面的粘滞作用和逆压梯度造成的，而这又与边界层密切相关。通过翼面开槽、安装涡流发生器等措施，可以为翼面下方提供能量，弥补流速损失，进而优化边界层，延迟失速的发生。因此，对边界层的处理和优化对于一辆方程式赛车而言至关重要。流体流过物面的过程中，由于受到粘滞作用的影响程度不同，使得沿壁面法线方向存在相当大的速度梯度，我们将紧贴物面、沿物面法线方向速度变化很大的一层流体称为边界层。在离物面较远处，粘性力比惯性力小得多，可以把黏性应力略去不计，按无
汽车之友 2014年21期2014-11-03
- 翼型模型几何误差对气动性能影响的自动微分分析方法
6］吻合程度高，物面Y+值都小于1.2，因此网格是比较合理的，并且原CFD程序具有较好的计算精度。3 计算结果分析为了验证在空气动力学方程求解程序基础上改造的自动微分程序，首先通过传统的差分方法计算出翼型前缘附近某点的压力系数对该点坐标变量的敏感性导数，然后采用改造后的自动微分程序对该敏感性导数进行计算。其结果如表1所示，可以看出，采用自动微分的方法与采用传统差分方法的计算结果接近。此外，压力系数对x坐标的敏感性要大于对y坐标敏感性导数一个量级。表1 不同
空气动力学学报 2014年4期2014-09-12
- 弯曲网格上的间断有限元湍流数值解法研究
多项式来逼近真实物面，同时物面附近采用多层弯曲网格来避免网格交叉，此外提出了一种快速计算积分点的曲面物面距的方法。采用混合网格对NACA0012翼型以及RAE翼型进行了数值计算，并与实验数据以及前人数据进行了对比。计算结果表明，采用物面弯曲网格结合修正的湍流模型方法在相对稀疏的网格上就能得到比较好的数值解。间断有限元；RANS；Spalart-Allmaras湍流模型；物面距；混合网格0 引 言近年来，随着众多学者的深入研究，间断Galerkin有限元（D
空气动力学学报 2014年5期2014-04-30
- 光电成像检测系统像面照度均匀性分析
度分布和光学系统物面张角大小会对系统像面照度分布产生影响。下面将详细分析光源和物面张角对系统像面照度分布的影响程度。2 光源光强度分布对像面照度的影响LED是光学成像系统中常用的光源，通常是将多个LED以一定的形状阵列排列，将每个LED发出的到达目标平面的光线进行叠加处理就可以得到目标平面的光照度分布[5]。LED发光管所照射的目标距离比LED本身尺寸大得多，在这种情况下可以将LED发光管简化为一个有一定空间光强分布的点光源[6]。对于单个LED，其光强分
应用光学 2014年2期2014-03-27
- 不同形式等离子体激励对细长体分离涡的控制
，流场左舷涡靠近物面，右舷涡远离物面，处于稳态位置。左舷激励器开启后，左舷涡变得远离物面，右舷涡变得靠近物面；而当右舷激励器开启后，左舷涡变得靠近物面，而右舷涡变得远离物面。左、右舷激励器开启下，涡流场基本为镜像对称，反映出流场的双稳态特性。此时激励器的激励作用为提供逆向的诱导气流，使得同侧分离涡远离物面，而另一侧分离涡则靠近物面。这样的结果和压力分布分析结果是相呼应的。需要指出的是，等离子体关闭状态下，图4中截面2和6压力分布测量结果显示，左右压力系数接
空气动力学学报 2013年5期2013-11-09
- 割补法的改进和应用
，若挖洞曲面距离物面很近或是直接将物面默认为挖洞曲面，则可能导致洞边界贴近物面，使网格重叠区域庞大，同时插值区流场梯度很大，影响流场求解的效率，且降低解的精度。人们希望能将插值区从物面附近移开，以避免插值对流场计算的不利影响，因此，出现了一些在挖洞结束后能对洞面进行优化的技术，如阵面推进技术［2］和割补法［3］等。其中，割补法建立在迭代优化思想的基础上，洞边界点离散的做推进运动，经切割和填补两个阶段改善洞面的质量，由于无需人工控制洞边界点的推进距离，因此自
空气动力学学报 2013年6期2013-11-09
- Ice accretion simulation in supercooled large droplets regime
ms图1 水滴和物面相互作用示意图Stick，We＜2Rebound，2＜We＜10Spread，10＜We＜1320La－0.183Splash，We＞1320La－0.183Stick and spread have no mass loss，so they are accounted for automatically in governing equations，rebound and splashing mechanisms are requir
空气动力学学报 2013年6期2013-11-08
- 基于径向基函数的高效网格变形算法研究
使得计算网格适应物面边界的变化，可以采用网格重构的方法，然而更广泛的是应用网格变形技术，这样可以保留原始网格的拓扑结构与密度、正交性等特性，不会在求解器中引入额外的误差，同时计算量较小。目前存在多种网格变形方法，无限代数插值方法［1］计算量较小，然而却仅适用于结构网格，且难于处理复杂的拓扑结构，通用性不好。对于非结构网格、混合网格，可以应用弹性体方法［2］、弹簧比拟法［3-4］以及Delaunay图映射［5］方法。弹性体方法将网格所占据的区域比拟为一个弹性
振动与冲击 2013年10期2013-09-09
- 基于水下光电成像系统研究计算机仿真技术
系统全视场环境下物面宽度数值的参量，Hm表示物面的高度数值参量，用围绕着物面核心点O（Wm/2，Hm/2）的地方来表示相应的视场坐标原点，用（θR，φR）来表示任一点（m，n）所代表的极限分辨单位角坐标，且用（H，W）来表示相关的直角坐标。引入参量δ来表示在物面方位之内标准像素距离，关系式为由于物面和接收系统之间形成了一个自足的空间，在该空间内可以自由地展开辐射传播，在成像主光线路径上任意选择一坐标（m，n），其与接收系统OR之间距离为Ra，那么该空间坐标
中国测试 2012年6期2012-10-25
- 洞映射方法的研究和改进
域的非可透面(如物面或人工指定的挖洞曲面)内，则应被标记“洞内点”，而不参与流场的计算.这一过程被形象地称之为“挖洞”.挖洞的过程，实际是在重叠网格中建立人工插值内边界(即洞边界)的过程，其数学实质等价于解决一个所谓“点与封闭曲面的相对位置关系”问题.关于挖洞方法的研究主要是如何提高挖洞过程的效率、可靠性和自动化程度，常见的方法有点矢法［2］、射线求交法［3］、洞映射 (hole-map)［4］、Object X-Ray［5］、叉树结构挖洞方法［6］等.其
北京航空航天大学学报 2012年4期2012-06-22
- 运用阿贝成像原理进行平面密铺结构的频谱分析
成频谱和物像.当物面的精细度和其构成线段的分布规律发生改变时,频谱面上相应的频谱也发生变化.通过分析形成密铺图形的结构基元和密铺图形本身的傅里叶变换之间的关系,确定当密铺图形的结构基元尺度介于可见图形和光栅网格之间时频谱的结构特征及此特征的可能应用.阿贝成像;傅里叶变换;密铺;空间频谱;光栅1 引 言阿贝成像原理将凸透镜成像看成2个傅里叶变换过程.物面发出的平面波经过凸透镜后,在凸透镜的后焦面(下称 F面)上将得到物光的完整傅里叶变换.该傅里叶变换将在像面
物理实验 2011年1期2011-09-27
- 基于伴随方程方法的非结构网格自适应技术及应用
性流动，必须在沿物面法向的一定厚度内生成各向异性网格，即需将原始的纯四面体非结构网格转换成混合网格。混合网格中可能包含的网格单元类型有四面体、棱柱、六面体或金字塔单元。有多种方法可以实现从四面体网格自动生成混合网格，本文推荐采用层推进方法［10］。其思路是在物面附近按期望的边界层厚度通过网格局部重构产生贴体的棱柱单元，而在这一厚度之外的大部分网格单元保持不变，过渡单元采用四面体或金字塔单元填充。2 程序校验和方法验证2.1 RAE2822跨声速翼型计算RA
空气动力学学报 2011年3期2011-04-07
- 数据拼接算法的研究
图；图7是第一幅物面投影栅线图的位相分布(已展开)；图8是拼接后的柱面三维形状分布图；图9是检测结果与标准值的比较。检测结果与标准值的比较表明，平均偏差为0.08mm；最大偏差为0.14mm。图2 参考平面投影栅线图Fig.2 Reference plane map of projection grating图3 第一幅物面投影栅线图Fig.3 The first piece of object plane of projection grating图4
黑龙江科学 2011年1期2011-03-14