[發(fā)明專利]一種結(jié)構(gòu)網(wǎng)格附面層網(wǎng)格自動(dòng)生成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711018209.0
• 申請(qǐng)日: 2017-10-27
• 公開（公告）號(hào): CN107798730A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧風(fēng)順;龐宇飛;齊龍;黃尚坤;胡月凡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心計(jì)算空氣動(dòng)力研究所
• 主分類號(hào): G06T17/20
• 分類號(hào): G06T17/20;G06F17/50
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司51214
• 代理人: 詹永斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算流體力學(xué)的前處理結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種結(jié)構(gòu)網(wǎng)格附面層網(wǎng)格自動(dòng)生成方法。

背景技術(shù)

復(fù)雜外形粘性流動(dòng)的計(jì)算網(wǎng)格生成一直是阻礙CFD工程應(yīng)用的瓶頸問題之一，由于粘性流動(dòng)計(jì)算對(duì)壁面網(wǎng)格正交性要求較高，而工程應(yīng)用中面對(duì)的各種復(fù)雜的幾何外形，往往會(huì)對(duì)附面層網(wǎng)格生成提出各種相互制約、調(diào)和困難的約束條件，造成網(wǎng)格生成過度依賴人工控制，且耗時(shí)巨大，成為目前復(fù)雜外形網(wǎng)格生成的技術(shù)難點(diǎn)。而實(shí)際的CFD工程應(yīng)用中，往往希望便捷、高效地生成高質(zhì)量的附面層網(wǎng)格，但目前尚未有一種有效的方法能自動(dòng)地生成高質(zhì)量的附面層網(wǎng)格。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提出了一種結(jié)構(gòu)網(wǎng)格附面層網(wǎng)格自動(dòng)生成方法，用于便捷、高效地生成高質(zhì)量的附面層網(wǎng)格，解決目前各種附面層網(wǎng)格生成算法的約束條件很強(qiáng)，不能在網(wǎng)格生成領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種結(jié)構(gòu)網(wǎng)格附面層網(wǎng)格自動(dòng)生成方法，包括以下步驟：

步驟一：對(duì)已有物體表面網(wǎng)格進(jìn)行幾何特征的提取；

步驟二：在提取到的幾何特征基礎(chǔ)上構(gòu)造附面層網(wǎng)格框架；

步驟三：基于超限插值方法在附面層網(wǎng)格框架的基礎(chǔ)上生成整個(gè)附面層網(wǎng)格。

在上述技術(shù)方案中，所述附面層網(wǎng)格框架包括四條支撐線，四條支撐線的一端由四條輪廓線兩兩連接構(gòu)成內(nèi)輪廓面，四條支撐線的另一端由四條外輪廓線兩兩連接；所述內(nèi)輪廓面位于物面。

在上述技術(shù)方案中，所述四條支撐線與物面的夾角小于或等于90°。

在上述技術(shù)方案中，所述支撐線的構(gòu)造需要支撐點(diǎn)的方向?qū)?shù)和步長(zhǎng)，所述方向?qū)?shù)根據(jù)物面網(wǎng)格的離散點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算。

在上述技術(shù)方案中，所述方向?qū)?shù)的計(jì)算方法為：

支撐線的方向?qū)?shù)記為支撐線在物面上的一端為共享端點(diǎn)，每一個(gè)共享端點(diǎn)的四個(gè)面在該共享端點(diǎn)處的法向量記為夾角記為α_i，對(duì)于任意數(shù)i∈[0,1,2,3]，根據(jù)夾角的權(quán)重系數(shù)為方向?qū)?shù)

在上述技術(shù)方案中，所述附面層網(wǎng)格框架的支撐線推進(jìn)高度不得使任意兩個(gè)塊的網(wǎng)格框架相交。

在上述技術(shù)方案中，所述支撐線的推進(jìn)高度小于或等于用戶指定的推進(jìn)高度。

在上述技術(shù)方案中，支撐線的推進(jìn)高度的自適應(yīng)計(jì)算方法為：

用戶指定推進(jìn)高度記為Δ_in、截?cái)嗾`差記為ε；設(shè)定推進(jìn)高度的下限為Δ_low、上限為Δ_up，當(dāng)前推進(jìn)高度Δ_cur；

步驟一：基于Δ_low＝0；Δ_up＝Δ_in,Δ_cur＝Δ_up構(gòu)造網(wǎng)格塊框架，如果任意兩個(gè)網(wǎng)格塊都不相交，完成并結(jié)束計(jì)算；

步驟二：在步驟一的基礎(chǔ)上，如果有相交網(wǎng)格塊，則改變當(dāng)前推進(jìn)高度為Δ_cur＝(Δ_low+Δ_up)/2；

步驟三：在步驟二的基礎(chǔ)上基于當(dāng)前推進(jìn)高度Δ_cur構(gòu)造網(wǎng)格框架，如果仍然存在相交網(wǎng)格塊，則修改推進(jìn)高度的上限為當(dāng)前推進(jìn)高度Δ_up＝Δ_cur，返回步驟二繼續(xù)執(zhí)行，直到計(jì)算出附面層網(wǎng)格框架內(nèi)任意兩個(gè)塊的網(wǎng)格框架都不相交的支撐線推進(jìn)高度完成并結(jié)束計(jì)算；

步驟四：在步驟二的基礎(chǔ)上當(dāng)前推進(jìn)高度Δ_cur內(nèi)的兩個(gè)網(wǎng)格都不相交，但是推進(jìn)高度的上限大于當(dāng)前推進(jìn)高度與截?cái)嗾`差的和，Δ_up>Δ_cur+ε，那么修改推進(jìn)高度的下限為Δ_low＝(Δ_cur+Δ_up)/2，繼續(xù)返回步驟二執(zhí)行，直到計(jì)算出附面層網(wǎng)格框架內(nèi)任意兩個(gè)塊的網(wǎng)格框架都不相交的支撐線推進(jìn)高度完成并結(jié)束計(jì)算。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：