Геометрическое перестроение расчетной сетки с помощью общей огибающей семейства сфер в задаче ледообразования

Abstract

При численном моделировании процесса нарастания льда на поверхности обтекаемого тела важную роль играет задача геометрического перестроения поверхностной расчетной сетки согласно интенсивности ледообразования. В данной задаче по интенсивности нарастания льда в узлах или ячейках рассматриваемой сетки необходимо вычислить новые положения узлов сетки, чтобы получившаяся конфигурация эволюционировавшей расчетной сетки адекватно отражала поверхность с образовавшимся на ней ледяным покровом. Одним из критичных требований к алгоритму перестроения сетки является его надежность, возможность работать с произвольными поверхностными сетками, способность работать с сильными изгибами сетки, складками и шумами, а также бороться с потенциальными самопересечениями. В данной статье рассматривается алгоритм перестроения поверхностной сетки, в котором новое положение узла расчетной сетки определяется как точка пересечения траектории движения узла и общей огибающей семейства сфер с центрами в точках роста льда и радиусами, соответствующими интенсивности роста льда. Предложенный алгоритм предназначен для работы с телами со сложной геометрией, при его использовании происходит затягивание локальных впадин, а также сглаживание острых пиков, что повышает качество итоговой сетки. Основным качеством разработанного алгоритма является его надежность, что позволяет ему работать с сетками произвольной сложности и с сетками, обладающими геометрическими дефектами.

Keywords

• ледообразование
• поверхностная расчетная сетка
• перестроение сетки
• ice accretion
• surface computational mesh
• remeshing