[發(fā)明專利]基于雙控制體的格心網(wǎng)格數(shù)據(jù)三維激波特征定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310375954.6
• 申請(qǐng)日: 2013-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103413060A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡勛;馬千里;王文珂;曾亮;李思昆;沈恩亞;王攀;王文濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 國(guó)防科技大學(xué)專利服務(wù)中心 43202
• 代理人: 郭敏

1.一種基于雙控制體的格心網(wǎng)格數(shù)據(jù)三維激波特征定位方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：基于計(jì)算流體力學(xué)模擬仿真得到的格心網(wǎng)格數(shù)據(jù)確定各網(wǎng)格單元內(nèi)部面中心處的壓力值，方法是：采用Roe平均方法，確定所有網(wǎng)格單元內(nèi)部面的壓力面通量即面中心處壓力值；

步驟2：采用高斯-格林公式，得到各網(wǎng)格單元的壓力梯度，方法是：

設(shè)當(dāng)前要確定壓力梯度的網(wǎng)格單元為C₀，它的第k個(gè)相鄰網(wǎng)格單元記作C_k，k∈{1,2,…，n}，其中n表示C₀的相鄰網(wǎng)格單元的總數(shù)；分別用p_k和n_k表示C₀與C_k鄰接面的壓力面通量和面法向，根據(jù)高斯-格林公式，網(wǎng)格單元C₀內(nèi)的壓力梯度滿足公式1：

???公式1

其中，V和S分別是網(wǎng)格單元C₀的體積和表面積，若用S_k表示C₀與C_k鄰接面的面積，則公式1變換為公式2：

V·▿pC0=(Σk=1npk·nk·Sk)]]>???公式2

公式2中，只有壓力梯度是未知數(shù)，求解公式2構(gòu)成的方程即得到網(wǎng)格單元C₀的壓力梯度；用表示網(wǎng)格單元的壓力梯度，表示網(wǎng)格單元x的壓力梯度；

步驟3：對(duì)格點(diǎn)網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，得到一級(jí)采樣點(diǎn)；

步驟4：判斷一級(jí)采樣點(diǎn)位置，根據(jù)一級(jí)采樣點(diǎn)位置分別采用如下方法計(jì)算一級(jí)采樣點(diǎn)處的正則馬赫數(shù)：

步驟4.1：如果一級(jí)采樣點(diǎn)所在面不是內(nèi)部面即一級(jí)采樣點(diǎn)所在面只屬于一個(gè)網(wǎng)格單元，利用該網(wǎng)格單元的壓力梯度和正則馬赫數(shù)計(jì)算公式得到一級(jí)采樣點(diǎn)處的正則馬赫數(shù)M_n，v表示采樣點(diǎn)處的速度，w表示采樣點(diǎn)處的局部音速，v和w都由格心網(wǎng)格數(shù)據(jù)直接得到，是的2-范數(shù)，轉(zhuǎn)步驟5；

步驟4.2：如果一級(jí)采樣點(diǎn)所在面是內(nèi)部面，采用雙控制體方法得到一級(jí)采樣點(diǎn)處的正則馬赫數(shù)M，具體步驟為：

步驟4.2.1：確定一級(jí)采樣點(diǎn)所在面所屬的兩個(gè)網(wǎng)格單元C_a和C_b，即一級(jí)采樣點(diǎn)的雙控制體；

步驟4.2.2：利用網(wǎng)格單元C_a的壓力梯度和步驟4.1中的正則馬赫數(shù)計(jì)算公式得到一級(jí)采樣點(diǎn)的正則馬赫數(shù)M_a，是的2-范數(shù)；利用網(wǎng)格單元C_b的壓力梯度和正則馬赫數(shù)計(jì)算公式得到一級(jí)采樣點(diǎn)的正則馬赫數(shù)M_b，是的2-范數(shù)；

步驟4.2.3：一級(jí)采樣點(diǎn)處正則馬赫數(shù)M=（M_a+M_b）/2；

步驟5：根據(jù)一級(jí)采樣點(diǎn)處的正則馬赫數(shù)M對(duì)一級(jí)采樣點(diǎn)進(jìn)行初步篩選：若M大于等于1，則該一級(jí)采樣點(diǎn)為備選激波點(diǎn)，若M小于1，轉(zhuǎn)步驟7；

步驟6：通過(guò)二級(jí)采樣點(diǎn)判斷步驟5得到的備選激波點(diǎn)是否為真實(shí)激波點(diǎn)，方法是：

步驟6.1：確定備選激波點(diǎn)處的切平面及切平面法線，該法線及其反向延長(zhǎng)線與一系列網(wǎng)格單元相交，產(chǎn)生一系列交點(diǎn)，選取在備選激波點(diǎn)兩側(cè)的兩個(gè)交點(diǎn)作為二級(jí)采樣點(diǎn)；

步驟6.2：確定兩個(gè)二級(jí)采樣點(diǎn)處的速度；

步驟6.3：計(jì)算步驟6.2兩個(gè)二級(jí)采樣點(diǎn)處速度在切平面上的投影速度的大?。?/p>

步驟6.4：如果兩個(gè)投影速度大小相同，則該備選激波點(diǎn)為真實(shí)激波點(diǎn)，否則為偽激波點(diǎn)。

步驟7：結(jié)束。