[發明專利]一種包含剛體運動的求解域動態演化的幾何模型建模方法

在審

• 申請號: 201810586652.6
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN109033501A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 楊彪;成宬;郭林嘉;王世禮;彭金輝;李幼靈;張世敏;張竹敏;蘇鶴州;郭勝惠
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 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

1.一種包含剛體運動的求解域動態演化的幾何模型建模方法，其特征在于：所述方法的具體步驟如下：

Step1、分析求解域對象的組成，從計算量角度考慮，是否能采取網格分塊；

其中是否采取網格分塊的依據是：分析整個求解域中，確定需要計算的目標對象，比較目標對象與整個求解域的體積，若目標對象體積比例小于等于0.1，則需要采取網格分塊措施，否則，不需要采用網格分塊；

Step2、考慮目標對象幾何形狀，若形狀不規則，則需要在幾何建模時將目標對象包含于形狀規則的幾何體內部，用于降低不規則幾何體邊界處理的復雜性；形狀不規則包括球體、表面帶棱角的幾何體；

Step3、對整個求解域進行網格分塊；同時需要對已分塊網格的求解域邊界處進行網格移動變形的連續性控制，用于保證計算精度；

Step4、考慮模型計算所需要的邊界條件，若邊界條件所滿足的函數關系不連續，則需要通過積分處理將，此邊界條件轉換為具有函數連續性的邊界條件；

Step5、指定相應的作用域及其相關邊界條件，然后進行網格剖分，構建數值仿真計算幾何模型。

2.根據權利要求1所述的包含剛體運動的求解域動態演化的幾何模型建模方法，其特征在于：所述步驟Step3中，進行網格分塊時，把整個求解域中除去目標對象的域分為兩類網格：固定的空氣域網格、自由移動變形的空氣域網格；固定的空氣域網格占整個空氣域網格的50％以上，用于降低整個模型計算量；自由移動變形的空氣域網格用于協助目標對象完成移動的目的。

3.根據權利要求2所述的包含剛體運動的求解域動態演化的幾何模型建模方法，其特征在于：所述自由移動變形的空氣域網格采用Laplace方程方法控制該區域網格在計算過程中的移動變形。

4.根據權利要求1所述的包含剛體運動的求解域動態演化的幾何模型建模方法，其特征在于：所述步驟Step3中，對進行網格分塊的求解域邊界處進行網格移動變形連續性控制采用通用偏微分方程控制函數，通過設定該函數的作用域及相關函數系數，實現對分塊網格求解域邊界處網格節點的移動變形控制，控制函數形式為：

其中，公式(1)表示函數作用域為求解域內部，公式(2)表示函數作用域為求解域表面，公式(1)等號左邊分別為質量、阻尼質量、守恒通量、對流項、吸收項；公式(1)等號右邊表示源項。

5.根據權利要求1所述的包含剛體運動的求解域動態演化的幾何模型建模方法，其特征在于：所述步驟Step4中，考慮模型計算所需要的邊界條件，因為運動速度邊界條件為速度與時間的函數，所滿足的函數關系不連續，是間斷的，則需要通過積分處理；將速度與時間形式的邊界條件變換為位移與時間形式的邊界條件，保證了邊界條件本質的不變性，又做到了使得邊界條件具有連續性的要求，用于顯著降低了指定邊界條件的復雜性。