《铸造技术》

文章标题:大型复杂钛合金铸件有限差分网格快速生成算法

文章作者:石宇航1,2,殷亚军1,沈 旭1,计效园1,周建新1
关 键 字:复杂铸件;钛合金;网格化;有限差分;八叉树
文章摘要:
钛合金以其卓越的耐腐蚀性、轻质和高强度特性,成为航空航天工业中的核心材料。 随着现代装备制造技 术的飞速发展,钛合金铸件的制造技术也达到了新的高度,不仅复杂程度显著提升,而且铸件的规模也趋向于大型化。 钛合金铸件大型化、薄壁化、复杂化的趋势,无疑对铸造过程的数值模拟带来了挑战。网格是数值模拟过程的计算域,因 此首要问题就是如何高效生成高质量的网格。为应对这一问题,本文提出了一种算法,旨在高效生成适用于有限差分方 法的六面体均匀网格。 该算法结合了具有空间划分优势的八叉树数据结构和经典的射线法。 首先利用八叉树数据结构 对钛合金铸件的三维模型进行精细空间划分,通过与有限差分网格的映射关系,快速生成精确的表面网格。然后采用射 线法,以表面网格为基础,依据射线与铸件内部的交点信息,精准构建内部网格。 经过测试验证,该算法能够高效、准确 地生成高质量的有限差分六面体均匀网格,为后续的数值计算提供了精确、可靠的计算域。