[發明專利]結構網格動網格技術用于非結構網格流場求解器的方法

有效

• 申請號: 201510577643.7
• 申請日: 2015-09-11
• 公開（公告）號: CN105224726B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 郭同慶;陳皓;陸志良
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明提供了一種結構網格動網格技術應用于非結構網格流場求解器的方法，包括以下步驟：在合理拓撲結構設計基礎上，采用代數法與橢圓型方程優化相結合生成初始外形結構網格；分別輸出結構網格形式文件和非結構網格形式文件；建立非結構網格點和結構網格點的對應關系，確定每個非結構網格點對應的結構網格點序號；對于邊界變形情況，運用結構網格動網格技術更新網格，根據對應關系得到新的非結構網格用于非結構網格流場求解器計算。該方法通過將高效魯棒的結構網格動網格方法應用于非結構網格流場求解器，提高了非結構網格流場求解器在處理邊界運動問題時的效率和能力。

技術領域

本發明涉及一種計算流體力學技術領域的方法，具體講涉及一種結構網格動網格技術用于非結構網格流場求解器的方法。

背景技術

計算流體動力學(Computational Fluid Dynamics)是通過計算機數值計算和圖象顯示，對包含有流體流動和熱傳導等相關物理現象的系統所做的分析。它可以看作是流動基本方程控制下對流動的數值模擬，通過這種數值模擬可以得到極其復雜問題的流場內各個位置上的基本物理量，以及這些物理量隨時間的變化情況，并可以進行優化設計。采用CFD求解控制方程時，都是想辦法將控制方程在空間區域上進行離散，然后求解得到離散方程組。要想在空間域上離散控制方程，必須使用網格，現在已經發展出多種對各種區域進行離散以生成網格的方法，統稱網格生成技術。

網格主要分為結構網格和非結構網格兩大類，它們的區別在于節點位置能否用固定的法則有序地命名。結構網格比非結構網格捕捉附面層流動方面更精確，尤其是在高雷諾數的情況下。CFD流場求解器也可分為結構網格流場求解器和非結構網格求解器，但結構網格可以輸出為非結構網格形式用于非結構網格流場求解器。含邊界運動的非定常流動問題在航空航天領域普遍存在，如飛機機翼的靜態變形、顫振、陣風響應等，這種情況下，需要運用動網格技術來實現求解域的運動。

動網格技術可分為非結構網格動網格技術和結構網格動網格技術，非結構網格動網格技術如彈簧法需要迭代計算，變形效率低，變形能力差，適用范圍小，而結構網格動網格技術如基于擾動衰減規律的彈性變形技術變形效率高，變形能力強，適用范圍廣，在工程中得到了廣泛使用；提高非結構網格求解器在處理邊界運動問題時的效率和能力迫在眉睫。

為解決上述技術問題，本發明提供一種結構網格動網格技術用于非結構網格流場求解器的方法。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種結構網格動網格技術用于非結構網格流場求解器的方法。

實現上述目的所采用的解決方案為：

一種結構網格動網格技術用于非結構網格流場求解器的方法，所述方法包括以下步驟：

I、在合理拓撲結構設計基礎上，生成初始外形結構網格；

II、根據所述初始外形結構網格，分別輸出非結構網格形式文件和結構網格形式文件；

III、建立非結構網格點和結構網格點的對應關系，確定每個非結構網格點對應的結構網格點序號；

IV、針對網格邊界變形情況，運用結構網格動網格技術更新網格，根據對應關系得到新的非結構網格用于非結構網格流場求解器計算。

優選地，所述步驟I中，采用代數法和橢圓形方程相結合的方法生成初始外形結構網格。

優選地，所述步驟III包括以下步驟：

S301、找出所述非結構網格形式文件中每個非結構網格點對應的所述結構網格形式文件中結構網格點的序號(b,i,j,k)；

其中，b表示結構網格點所在的網格塊號，i,j,k表示網格點在網格塊三個方向的序號；