[發明專利]一種面向運載火箭的流固耦合仿真幾何模型簡化方法

有效

• 申請號: 201711125092.6
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107784181B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 楊亮;完顏振海;梁磊;聶蓉梅;皮贊;徐嘉;孫樹森;馬蘇宏;肖進;孟超
• 申請（專利權）人: 北京宇航系統工程研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

1.一種面向運載火箭的流固耦合仿真幾何模型簡化方法，其特征在于步驟如下：

(1)檢索裝配中所有零部件，剔除外形不合格的部件；

(2)檢索裝配所有零部件中的片體，任選其中一片體為中心，檢索周圍的片體，并與之結合成一個閉合體，即片體縫合；

(3)檢索裝配下所有零部件的要素，選擇幾何特征，通過特征識別選出與之相對應的幾何特征面，對幾何特征面進行屬性標記，如果所選幾何特征與幾何特征面的屬性標記不一致，則刪除幾何特征面的屬性標記；

(4)檢索裝配下所有零部件的要素，選擇幾何特征，完成尺寸閾值設置，將選出的幾何特征的尺寸與尺寸閾值進行比較，剔除不符合要求的幾何特征；

(5)判斷幾何簡化是否為流體力學專業使用，如果是為流體力學專業使用，則執行特征提取至步驟(6)，如果不是為流體力學專業使用，則表示面向結構力學專業的幾何簡化工作已結束；

(6)檢索更新后裝配的所有零部件，計算零部件的包圍盒，求取裝配體的整體外形，對裝配體整體進行抽殼，即獲得整個裝配的幾何外形；

(7)選定更新后的裝配，創建空間域，即完成面向流固耦合仿真的幾何簡化工作；

所述步驟(7)創建空間域的方法為：

步驟1：檢索裝配的所有零部件；

步驟2：逐一選定零部件，并檢索零部件的實體；

步驟3：計算所有實體的包圍盒；

步驟4：將上述包圍盒兩兩進行比較，判斷是否存在完全包住的情況，如是，則刪除較小包圍盒對應的實體，否則，進行布爾運算求和得到新的實體；

步驟5：選擇空間域的類型，根據裝配與擬設計空間域的最小距離，計算對應的特征尺寸，并完成空間域創建；所述的空間域類型包括圓柱體、長方體和橢球體；

所述步驟(1)的具體操作流程為：計算所有零部件的總表面積與所有零部件的總體積，根據給定的表面積百分比與體積百分比閾值，計算臨界值組合，將該臨界值組合和所有零部件逐一進行比較，如某零部件小于臨界值組合，則從裝配中剔除。

2.根據權利要求1所述的一種面向運載火箭的流固耦合仿真幾何模型簡化方法，其特征在于：所述步驟(2)后，判斷裝配中所有零部件是否存在有被破壞的數據，如無直接轉步驟(3)，否則執行模型修復后轉步驟(3)。

3.根據權利要求1所述的一種面向運載火箭的流固耦合仿真幾何模型簡化方法，其特征在于：所述步驟(3)中的幾何特征包括圓角、圓柱孔、凸臺及其他用戶自定義的特征屬性。

4.根據權利要求1所述的一種面向運載火箭的流固耦合仿真幾何模型簡化方法，其特征在于：所述步驟(4)后，判斷是否需要對幾何模型進行精細化調整，如不需要調整，直接轉步驟(5)；否則，執行面處理后轉步驟(5)。

5.根據權利要求1所述的一種面向運載火箭的流固耦合仿真幾何模型簡化方法，其特征在于：所述步驟(5)中的特征提取包括零部件外表面提取、孔提取與腔提取。

6.根據權利要求2-5任一所述的一種面向運載火箭的流固耦合仿真幾何模型簡化方法，其特征在于：所述臨界值組合的具體計算方法為：

(11)A＝[S,V]，其中A為臨界值組合，S為表面積臨界值，V為體積臨界值；

(12)S＝S1*Ps，其中S1為所有零部件的總表面積，Ps為給定的表面積百分比；

(13)V＝V1*Pv；其中V1為所有零部件的總體積，Pv為給定的體積百分比。

7.根據權利要求1-5任一所述的一種面向運載火箭的流固耦合仿真幾何模型簡化方法，其特征在于：所述步驟(5)中特征提取操作包括：

(21)零部件外表面提取，其具體操作為：

步驟1：檢索零部件內的要素，任意選擇要素并從中取一點；

步驟2：以所選點為起點，在零部件內做射線，根據射線的相交結果，確定零部件的外表面，進而獲取整個零部件的外形面；

步驟3：如果零部件的外形面不封閉，則對外形面做補洞處理，做成封閉面；

(22)孔提取，其具體操作為：

步驟1：選定待操作的孔的一個構成面和孔的所有邊界面，提取出所選孔的所有面；

步驟2：檢索孔面的最外周邊線，并將其封閉起來；

步驟3：根據最外周邊線進行孔填補；

(23)腔提取，其具體操作為：

步驟1：選定待操作的腔的一個構成面和腔的所有邊界面，提取出所選腔的所有面，

步驟2：檢索腔面的最外周邊線，并將其封閉起來；

步驟3：根據最外周邊線進行腔填補。