[發(fā)明專利]一種非結構網(wǎng)格CFD計算的網(wǎng)格邊界條件處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410602342.0
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN105631068B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設計）人: 禹彩輝;閔昌萬;龔春葉;張星;方洪;郭靈犀
• 申請（專利權）人: 北京臨近空間飛行器系統(tǒng)工程研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于網(wǎng)格計算技術領域，具體涉及種針對Tecplot軟件格式非結構網(wǎng)格CFD計算的網(wǎng)格邊界條件處理方法。本發(fā)明包括建立網(wǎng)格信息、定義邊界類型、提取體網(wǎng)格外邊界信息、窮舉法實現(xiàn)第一個節(jié)點匹配、以波陣面形式進行余下節(jié)點匹配、邊界面單元匹配與邊界條件賦值等步驟。利用本發(fā)明提出的非結構網(wǎng)格邊界面與網(wǎng)格面之間的快速匹配方法，可以將Tecplot格式非結構網(wǎng)格的網(wǎng)格邊界條件快速的映射到內(nèi)場體網(wǎng)格的相應邊界面上，實現(xiàn)非結構網(wǎng)格邊界條件信息的快速處理，有效減少計算機時。

技術領域

本發(fā)明屬于網(wǎng)格計算技術領域，具體涉及種針對Tecplot軟件格式非結構網(wǎng)格CFD計算的網(wǎng)格邊界條件處理方法。

背景技術

非結構網(wǎng)格不僅具有良好的復雜外形適用能力，而且空間網(wǎng)格劃分效率高，越來越受到CFD工作者的青睞，近年來非結構網(wǎng)格CFD計算技術得到了飛速發(fā)展。由于Tecplot軟件幾乎具有各種商業(yè)網(wǎng)格劃分軟件的數(shù)據(jù)接口，因此，各種自研的非結構網(wǎng)格CFD計算程序或軟件一般采取Tecplot格式的網(wǎng)格數(shù)據(jù)進行計算。

非結構網(wǎng)格不如結構化網(wǎng)格規(guī)則有序，節(jié)點和單元都不具備簡單的索引關系，不適合CFD直接計算。因此，針對Tecplot格式非結構網(wǎng)格，需要在流場計算之前對非結構網(wǎng)格的邊界屬性進行特殊處理。

Tecplot格式非結構網(wǎng)格的內(nèi)場體網(wǎng)格信息通過體單元的節(jié)點成員編號和節(jié)點坐標表示，而邊界面網(wǎng)格信息由面單元的節(jié)點成員編號和節(jié)點坐標表示，由于內(nèi)場體單元與邊界面單元沒有使用同一套節(jié)點編號，內(nèi)場體網(wǎng)格的外邊界節(jié)點與邊界面網(wǎng)格上的節(jié)點之間沒有索引關系，只有通過坐標來確定二者的匹配關系。因此，如何高效的將邊界面單元的邊界條件屬性映射到與之重合的體網(wǎng)格的邊界成為一個難題。

傳統(tǒng)上采用窮舉法，對邊界網(wǎng)格節(jié)點到內(nèi)場網(wǎng)格節(jié)點的距離進行一一比較，找出距離小于某一閥值(一般取10^-7)的內(nèi)場網(wǎng)格節(jié)點即為該邊界點的重合點，從而將邊界網(wǎng)格的屬性賦值到與之重合的體網(wǎng)格上，這樣帶來很大的計算量，且隨著體網(wǎng)格和邊界網(wǎng)格數(shù)的增加而呈現(xiàn)指數(shù)增長，需耗費大量機時。

因此，亟需研制一種將Tecplot格式非結構網(wǎng)格的邊界網(wǎng)格節(jié)點與體網(wǎng)格的外邊界節(jié)點進行高效匹配的方法，以快速有效的將邊界網(wǎng)格的邊界條件屬性映射到相應的體網(wǎng)格的外邊界面上，實現(xiàn)非結構網(wǎng)格邊界條件信息的快速處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是利用本發(fā)明提出的非結構網(wǎng)格邊界面與網(wǎng)格面之間的快速匹配方法，將Tecplot格式非結構網(wǎng)格的網(wǎng)格邊界條件快速的映射到內(nèi)場體網(wǎng)格的相應邊界面上，實現(xiàn)非結構網(wǎng)格邊界條件信息的快速處理，有效減少計算機時。

為了實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術方案是：

一種非結構網(wǎng)格CFD計算的網(wǎng)格邊界條件處理方法，包括以下步驟：

(1)建立網(wǎng)格信息

本發(fā)明的適用對象是Tecplot格式非結構網(wǎng)格，完整的非結構網(wǎng)格包括網(wǎng)格數(shù)據(jù)和邊界條件；網(wǎng)格數(shù)據(jù)記錄每個網(wǎng)格點的坐標和體網(wǎng)格節(jié)點成員編號，邊界條件標記邊界網(wǎng)格的邊界類型；

網(wǎng)格生成軟件生成非結構網(wǎng)格后，指定邊界網(wǎng)格的邊界條件類型；

(2)定義邊界類型

內(nèi)場體網(wǎng)格各面的外鄰居單元編號均為正整數(shù)，定義流場邊界條件類型標記為負整數(shù)，將邊界網(wǎng)格屬性映射到體網(wǎng)格的外邊界上作為該邊界的外鄰居編號；

如果網(wǎng)格面外鄰居編號大于零，代表其外鄰居編號；

如果網(wǎng)格面外鄰居編號小于零，代表物面、遠場或對稱邊界條件；其中：-1～-99表示物面邊界，-101～-199代表遠場邊界，-201～-299代表對稱面邊界；

邊界網(wǎng)格所有節(jié)點{bi}賦初值為0；