Triangular mesh generation by molecular dynamics method for curved surfaces and complex three-dimensional domains
A new approach to triangular mesh generation based on the molecular dynamics method is proposed. Mesh nodes are considered as interacting particles. After the node placement by molecular dynamics simulation, well-shaped triangles or tetrahedra can be created after connecting the nodes by Delaunay triangulation or tetrahedrization. Some examples are considered in order to illustrate the method's ability to generate a mesh for an aircraft with a complicated boundary. Mesh adaptation technology for molecular dynamics simulation is presented.
Развит численный метод построения двумерных и трехмерных неструктурированных расчетных сеток с использованием молекулярно-динамического моделирования. Предложен метод адаптации сеток, создаваемых по данной технологии, к криволинейным границам сложной формы. Разработан алгоритм построения треугольных сеток на криволинейных поверхностях с использованием молекулярно-динамического метода. На основе разработанного метода создан генератор неструктурированных расчетных сеток. Возможности предлагаемого подхода исследуются на примерах построения неструктурированных сеток для простых и многосвязных расчетных областей сложной формы.
Разработанный сеточный генератор, основанный на методах молекулярной динамики, был применен для построения двумерных треугольных и трехмерных тетраэдральных неструктурированных сеток около моделей гиперзвуковых летательных аппаратов сложной конфигурации. Расчетные сетки, построенные с использованием разработанного метода, применялись для моделирования внешнего обтекания этих моделей летательных аппаратов.
1. Verlet L. Computer Experiments on Classical Fluids //
Phys. Rev. Vol. 159, No. 98, 1967.
2. Скворцов А.В. Алгоритмы построения триангуляции с
ограничениями // Вычислительные методы и програм-
мирование, 2002, №3, C.82−92.
3. Скворцов А.В. Обзор алгоритмов построения триангу-
ляции Делоне // Вычислительные методы и программи-
рование, 2002, №3, C. 14−39.
4. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Построение двумер-
ных неструктурированных сеток методом молекуляр-
ной динамики // Препр. ИПМех им. А.Ю. Ишлинского
РАН. № 932. 2010. 51 с.
5. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Построение трех-
мерных неструктурированных сеток методом молеку-
лярной динамики // Препр. ИПМех им. А.Ю. Ишлин-
ского РАН. № 933. 2010. 106 с.
6. Engelund W. C., Holland S. D., E. Cockrell C. E. Propulsion
System Airframe Integration Issues and Aerodynamic
database development for the Hyper – X flight research vehicle//
ISOABE. 1999. 12 P.
7. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Численное модели-
рование гиперзвукового обтекания модели летательно-
го аппарата Х-43 // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. -
Сер. "Машиностроение". 2010. № 1. C. 3–19.
8. Котов, М.А., Кузенов, В.В. “Создание сложных по-
верхностей гиперзвуковых летательных аппаратов сис-
темами САПР” // Физико-химическая кинетика в газо-
вой динамике. 2010. Т.9.
http://chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-039.pdf
9. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. “Поле течения
около космического аппарата Fire II под углом
атаки” // Физико-химическая кинетика в газовой
динамике. 2010. Т.9.
http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-020.pdf
10. Железнякова А.Л., Кузенов В.В., Петрусев А.С., Сур-
жиков С.Т. “Расчет аэротермодинамики двух типов мо-
делей спускаемых космических аппаратов” // Физико-
химическая кинетика в газовой динамике. 2010. Т.9.
http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-025.pdf
11. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. “Численное модели-
рование гиперзвукового обтекания модели летательно-
го аппарата X-43” // Физико-химическая кинетика в га-
зовой динамике. 2011. Т.11.
http://www.chemphys.edu.ru/pdf/ 2011-02-01-030.pdf
