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基于动态网格的多体分离计算技术研究
作者：徐琳宋万强来源：《航空科学技术》2019年第02期
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摘要：多体分离问题是航空航天等工业设计部门非常关心的问题之一。目前，多体分离轨迹问题主要依托风洞试验和数值模拟两类。本文基于网格变形与局部重构相结合的动态网格方法，在单步小位移的情况下用Laplace算法进行网格变形当总的位移量逐渐增大至网格质量低于设定标准时，进行局部网格重新生成，采用非结构网格、Euler方程、准定常的方法开展外挂投放数值求解，模拟了典型的多体分离标模（机翼外挂物分离），并与AEDC风洞试验结果进行了对比，验证了本文多体分离计算技术的准确性。
关健词：动态网格多体分离数值模拟网格变形Laplace中图分类号：V2245文献标识码：A多体分离过程相当复杂，不同物体之间存在相互干扰，为确保飞行器的飞行安全，必须研究他们之间的干扰与分离，因此，多体分离问题是航空航天等工业设计部门非常关心的力学问题之一1。目前，多体分离轨迹问题主要依托风洞试验和数值模拟两类。风洞试验采用的技术方法主要有捕获轨迹系统（CTS）、自由投放试验、网格扫描方法和流向角方法等。总体来说，地面设备不足使得采用风洞试验手段研究多体分离问题相对比较困难，尤其是在高速机动飞行等非常规情况下，试验研究的局限性越发明显2，3。近年来，数值方法的进步使得仿真计算越来越能逼近现实状况，采用数值方法模拟多体分离轨迹也逐渐成为一种常用的技术手段4。多个物体分离时各模型边界之间的相对运动幅度较大，这对于采用数值模拟方法进行分离轨迹求解的计算网格提出了更高的要求，也是其所需解决的关键问题。目前国内外比较成熟的动态网格求解技术大致可以分为三种。（1）嵌套网格技术嵌套网格技术由运动物体网格和背景网格组成，通过对重叠区插值运算完成网格间的数据传递计算。此类方法为国外常用的运动问题求解算法，相对成熟。其缺点是频繁的插值运算会带来解的精度损失。
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