[發(fā)明專利]基于任意拋分網(wǎng)格下粒子搜索技術(shù)的飛行器氣動(dòng)特性確定方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810268232.3
• 申請(qǐng)日: 2018-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108710715A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃飛;靳旭紅;韓國(guó)璽;程曉麗;俞繼軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.基于任意拋分網(wǎng)格下粒子搜索技術(shù)的飛行器氣動(dòng)特性確定方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)采用直接模擬蒙特卡羅方法對(duì)飛行器流場(chǎng)計(jì)算域進(jìn)行背景網(wǎng)格的劃分，并進(jìn)行并行流場(chǎng)計(jì)算，獲得流場(chǎng)分布參數(shù)；

(2)任一一個(gè)并行節(jié)點(diǎn)根據(jù)流場(chǎng)分布參數(shù)對(duì)每一個(gè)網(wǎng)格單元進(jìn)行如下處理：計(jì)算該網(wǎng)格單元的特征尺度與該網(wǎng)格單元局部自由程的比值R，根據(jù)該比值R確定該網(wǎng)格單元需要拋分的個(gè)數(shù)以及能否進(jìn)行拋分，將能夠進(jìn)行拋分的網(wǎng)格單元及其拋分個(gè)數(shù)進(jìn)行標(biāo)記并進(jìn)行全局廣播；

(3)其它并行節(jié)點(diǎn)接收全局廣播的標(biāo)記信息，所有節(jié)點(diǎn)都根據(jù)標(biāo)記信息進(jìn)行對(duì)應(yīng)網(wǎng)格單元的拋分，并確定原網(wǎng)格單元中粒子與拋分后的網(wǎng)格單元的歸屬，完成一次自適應(yīng)處理；

(4)對(duì)步驟(3)處理后的網(wǎng)格單元繼續(xù)進(jìn)行全流場(chǎng)的并行計(jì)算，判斷流場(chǎng)自適應(yīng)處理次數(shù)是否達(dá)到預(yù)定值，未達(dá)到預(yù)定值，返回(2)繼續(xù)處理，若達(dá)到預(yù)定值，則繼續(xù)并行計(jì)算直至仿真模擬結(jié)束，從而得到飛行器氣動(dòng)特性規(guī)律。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于任意拋分網(wǎng)格下粒子搜索技術(shù)的飛行器氣動(dòng)特性確定方法，其特征在于：背景網(wǎng)格尺寸為遠(yuǎn)場(chǎng)來(lái)流自由程的1-3倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于任意拋分網(wǎng)格下粒子搜索技術(shù)的飛行器氣動(dòng)特性確定方法，其特征在于：根據(jù)該比值R確定該網(wǎng)格單元需要拋分的個(gè)數(shù)以及能否進(jìn)行拋分具體通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)：首先，根據(jù)R值確定拋分個(gè)數(shù)N的值；當(dāng)2≤R＜4，時(shí)N＝2；4≤R＜8，時(shí)N＝4；R＞8，時(shí)N＝8；R＜2，時(shí)N＝0，當(dāng)前網(wǎng)格不能進(jìn)行拋分；然后將當(dāng)前網(wǎng)格單元拋分成N個(gè)新的網(wǎng)格單元，新網(wǎng)格單元的形狀與原網(wǎng)格單元的形狀一致；最后，判斷每個(gè)新的網(wǎng)格單元中的粒子個(gè)數(shù)是否不少于5個(gè)，若滿足，則當(dāng)前網(wǎng)格單元能夠進(jìn)行拋分，拋分的個(gè)數(shù)記為N，否則，當(dāng)前網(wǎng)格單元不能夠進(jìn)行拋分。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于任意拋分網(wǎng)格下粒子搜索技術(shù)的飛行器氣動(dòng)特性確定方法，其特征在于：當(dāng)網(wǎng)格單元為四面體時(shí)，N＝2時(shí)，采用在四面體任一面的一個(gè)邊增加一個(gè)點(diǎn)的方式將四面體拋分成兩個(gè)四面體；N＝4時(shí)，采用在四面體任一面的三個(gè)邊各增加一個(gè)點(diǎn)的方式將四面體拋分成四個(gè)四面體；N＝8時(shí)，采用在四面體每個(gè)邊各增加一個(gè)點(diǎn)的方式將四面體拋分成八個(gè)四面體。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于任意拋分網(wǎng)格下粒子搜索技術(shù)的飛行器氣動(dòng)特性確定方法，其特征在于：增加的點(diǎn)的位置優(yōu)選為所在邊的中點(diǎn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于任意拋分網(wǎng)格下粒子搜索技術(shù)的飛行器氣動(dòng)特性確定方法，其特征在于：原網(wǎng)格單元中粒子與拋分后的網(wǎng)格單元的歸屬通過(guò)下屬方式確定：

將拋分前網(wǎng)格單元中的粒子逐一求解其與拋分后網(wǎng)格單元的格心距離，將距離最小的拋分后的網(wǎng)格單元標(biāo)記為該粒子所在的新網(wǎng)格單元。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于任意拋分網(wǎng)格下粒子搜索技術(shù)的飛行器氣動(dòng)特性確定方法，其特征在于：步驟(4)中的預(yù)定值取2-5。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于任意拋分網(wǎng)格下粒子搜索技術(shù)的飛行器氣動(dòng)特性確定方法，其特征在于：該方法適應(yīng)于飛行器在稀薄大氣飛行環(huán)境下的氣動(dòng)特性規(guī)律確定。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于任意拋分網(wǎng)格下粒子搜索技術(shù)的飛行器氣動(dòng)特性確定方法，其特征在于：所述的飛行器氣動(dòng)特性規(guī)律利用拋分后網(wǎng)格并行計(jì)算得到的流場(chǎng)基礎(chǔ)上，在原物面網(wǎng)格單元上進(jìn)行粒子的動(dòng)量、能量統(tǒng)計(jì)平均，結(jié)果作為飛行器氣動(dòng)特性；所述的原物面網(wǎng)格為背景網(wǎng)格中代表飛行器表面的物面邊界面單元。