航空发动机压气机计算网格自动生成技术研究

【类型】学位论文

【作者】郭丹 

【关键词】 CFD,拓扑,压气机叶片,网格自动生成

【摘要】随着计算机技术水平的提高,计算流体力学以其独特的技术优势广泛应用于实际工程中,在高端工业设计和制造领域发挥了越来越重要的作用。本文依托中国空气动力研究与发展中心进行的航空发动机压气机一体化设计与分析平台研发工作,研究航空发动机压气机网格的自动生成技术,是该项目的三个核心关键技术之一。同比传统的手工网格绘制,本文的研究成果极大地提高了网格生成效率,缩短了网格生成周期,最大限度地保证了网格质量。文章提出的网格自动生成技术,采用了结合CAD模型特征提取几何过渡处理方案,研究了基于特征的网格拓扑自动构造方法,探索了特定领域高精度结构化网格自动化生成的技术途径,具有很高的工程应用价值。本文针对航空发动机压气机叶片的几何特性,在研究了高精度附面层网格生成方法和拓扑构造技术的基础上,设计了针对叶片的CFD网格划分方案,确定了压气机叶片网格自动生成的流程。通过对压气机CFD数值模拟的研究,确定了一套适合CFD数值模拟的计算域分块策略。以SPIDER软件的核心为底层库,采用VC++编程语言开发了压气机叶片网格自动生成软件,实现了压气机网格的定制化。本文利用完成的网格自动生成技术研究,编写了相应的算法功能模块,并成功应用到压气机叶片的CFD网格生成上,实现了叶片拓扑自动分块、压气机叶片间网格拓扑构造和九级压气机网格的自动生成。通过对真实数模数据网格生成结果的计算,验证了开发的航空发动机压气机网格自动生成功能模块的正确性,展现了其生成效率高、网格质量好的特点,进一步拓展了CFD计算网格自动生成技术的应用前景。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】西南科技大学

【学位授予年度】2017

【导师姓名】肖素梅;庞宇飞

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