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面向复杂外形粘性流动数值模拟的混合网格全自动生成方法研究的开题报告
开题报告：面向复杂外形粘性流动数值模拟的混合网格全自动生成方法研究
一、选题背景及意义
随着工程计算和科学研究的不断需要，对于粘性流动数值模拟的高精度和高效性的要求不断提高。而混合网格方法因为能够混合不同类型的网格，既具有结构化网格方法的高精度性，又能够灵活地处理复杂外形，因此在粘性流动数值模拟中得到了广泛应用。混合网格方法的核心是非结构网格的自动生成和优化，目前大多数工程计算软件都是采用人工或半自动的方式生成网格，这使得不同工程计算软件之间的数值模拟结果存在较大的差异和不确定性，并且工程师需要耗费大量时间和经验来进行模型建立和网格生成。因此，研究一种全自动生成混合网格的方法，对于加快工程计算的速度和提高模拟精度具有非常重要的意义。
二、研究内容和方法
本研究的主要研究内容是基于成熟的算法和优化技术，开发一种面向复杂外形粘性流动数值模拟的混合网格全自动生成方法。具体研究包括以下几个方面：
（1）前处理：对于复杂的几何模型进行处理，提取特征区域和曲率较大的部分，并将模型信息转换为计算机能够处理的数据结构。
（2）网格划分：根据前处理生成的数据结构，利用成熟的网格划分算法划分出不同类型的网格，包括结构化网格和非结构网格。
（3）网格生成：对于结构化网格部分，采用现有的结构化网格生成算法生成精细网格；对于非结构网格部分，研究开发自适应网格生成算法，根据流场特性和误差分布进行优化。
（4）后处理：对于生成的网格进行后处理，包括网格疏化和优化、网格质量评估和优化等。
本研究采用的主要方法包括数值模拟、算法设计和流程优化。在前处理中，将应用CAD软件、多边形曲率法等技术；在网格划分和生成中，将主要研究一些经典的网格划分、生成算法以及现有的自适应算法；在后处理中，将应用一些经典的网格优化算法、误差估计算法等。
三、预期成果和意义
本研究预计将设计并实现一种全自动生成混合网格的方法，能够有效地解决复杂外形粘性流动数值模拟中混合网格生成难题，提高数值模拟精度和计算效率。同时，通过该研究，可使得工程师能够更方便、快捷地进行模型建立和数值模拟，极大地提高了计算效率。最终，该研究可望为提高粘性流动数值模拟的精度和效率，以及解决复杂工程计算难题做出贡献。