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综合考虑易用性和计算精度,发挥结构网格和非结构网格双重优势的混合网格被认为是粘性CFD计算的最佳网格形式。这类网格在物面附近采用扁平的半结构单元,既适应平行物面方向的复杂几何外形,又能精确捕捉垂直物面方向的细小流场特征;其余区域则布置非结构单元来封闭整个网格区域。最终得到的网格系统能准确表征流场特征,且网格规模适中。而相比于结构网格系统,其生成过程无需人工分区,且自动性高。边界层网格生成是这类混合网格生成的关键步骤,至今没有得到的完全的解决。经典的前沿层进法被证明只能适应简单外形,要将其应用到复杂外形,必须处理因复杂几何特征引起的算法失效问题。此外,生成整个混合网格系统还需集成可靠的表面网格生成和非结构网格生成工具。本文首先从二维问题入手,提出了一类先生成非结构网格、再生成边界层网格的新算法流程,即先在整个问题域生成非结构网格,然后在物面附近将非结构网格朝区域内部“挤压”,空出的空间填充边界层网格。和先生成边界层网格、再生成非结构网格的经典算法流程相比,新流程通过对非结构网格单元的质量监测自动判断各类边界层相交情形,可形成自动缩层效果,有效避免边界层相交问题。但是,研究中发现该流程的缺陷也是明显的。首先,“挤压”非结构网格会导致非结构单元质量变差,因此结合粗化和优化网格算法的策略优化非结构网格,但这一过程比较耗时。其次,处理复杂外形时,该流程可能会在边界层引入过量的非结构网格单元,不利于保证后续流场求解的精度。基于二维混合网格生成算法研究的经验,本文继而重点讨论了适应三维复杂外形的混合网格生成算法:(1)考虑到二维算法流程存在的内在缺陷,针对三维问题,本文研究回归到先生成边界层网格、再生成非结构网格的经典算法流程。(2)采用前沿层进思想生成边界层网格。针对复杂外形,综合采用了各种处理技术(节点推进法向的计算和优化、推进步长的自适应调整、多生长法向、无效单元的检测和修正等),以保证边界层网格的质量,并避免算法失效问题。(3)以边界层网格生成程序为基础,结合自研的曲面网格生成程序及四面体网格生成程序,形成了一套面向三维复杂外形的粘性混合网格生成程序,并将其集成于自研的数值模拟平台高端数字样机系统HEDP,结合多个复杂外形的网格生成及粘性流动计算实例验证了所开发程序的有效性。