[發明專利]一種新型結構網格生成方法

有效

• 申請號: 201811181201.0
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109461209B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 龐宇飛;王子維;齊龍;胡月凡;盧風順;黃尚坤;繆濤;陳波;潘艷
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心計算空氣動力研究所
• 主分類號: G06T17/30
• 分類號: G06T17/30;G06F30/18
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 詹永斌

本發明提供了一種新型結構網格生成方法，本發明以已有的Delaunay三角化技術為基礎來生成結構網格。首先，讀入模型數據，取得計算區域的離散點集和邊界信息；其次，對計算區域進行Delaunay三角剖分；然后，利用三角網格生成過渡網格：優化的Voronoi圖；最后判斷過渡網格單元類型，采用中心圓方法對網格單元進行剖分，生成結構化網格。本發明可以實現復雜區域的結構網格自動生成，并且擁有較高的計算精度，與傳統方法相比減少了對人的依賴。Delauny三角化技術是一種比較成熟的非結構網格剖分技術，針對復雜區域能實現高效、快速的生成自適應和局部加密的高質量網格。本方法采用了三角化網格作為背景網格，因此也能夠實現網格的自適應和局部加密。

技術領域

本發明涉及的是計算流體力學（簡稱CFD）的前處理結構網格生成技術領域，尤其是一種新型結構網格生成方法。

背景技術

二維復雜外形的結構網格自動生成一直是阻礙CFD工程應用的瓶頸問題之一。傳統的結構網格生成方法針對簡單區域能夠生成高質量的單塊結構網格，但是隨著科學技術的發展，需要求解越來越復雜精細的模型，傳統的方法只能是將復雜區域先進行分區，然后分別生成網格，不同區域之間的網格拼接很麻煩，網格生成過度依賴人工控制，非常浪費時間。而實際的CFD工程應用中，往往希望便捷、高效地生成高質量的結構網格，但目前尚未有一種有效的方法能自動地生成高質量的結構網格。

發明內容

本發明的目的，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種新型結構網格生成方法，采用本發明方法可以實現快速在二維復雜外形計算域生成結構網格，自動化程度高、效率快，生成的網格計算精度高。

本方案是通過如下技術措施來實現的：

一種新型結構網格生成方法，其特征是：包括有以下步驟：

步驟一、讀入模型數據，取得計算區域離散點集和邊界信息；

步驟二、對計算區域進行Delaunay三角剖分，生成三角化網格；

步驟三、利用背景網格生成優化的Voronoi圖；

步驟四、判斷優化的Voronoi圖內的網格單元類型，采用中心圓方法對網格單元進行剖分，生成結構化網格。

作為本方案的優選：步驟二的三角化網格的生成方法為：

（1）、輸入計算區域離散點集和邊界信息，構造一個超級三角形，包含所有離散點，放入三角形鏈表；

（2）、將點集中的離散點依次插入，在三角形鏈表中找出外接圓包含插入點的三角形，稱為該點的影響三角形；刪除影響三角形的公共邊，將輸入點同影響三角形的全部頂點連接起來，完成一個Delaunay三角形鏈表中的插入；

（3）、根據優化準則對局部新形成的三角形優化，將形成的三角形放入Delaunay三角形鏈表；

（4）、循環執行上述步驟（2）和（3），直到所有散點插入完畢，完成三角化網格生成。

作為本方案的優選：步驟三的優化的Voronoi圖的生成方法為：

（5）、輸入三角化網格，依次遍歷三角形鏈表，計算三角形外心，當為鈍角三角形或直角三角形時，計算三角形的形心；

（6）、依次遍歷平面點集，判斷是否為邊界點，如果是則執行步驟（8）；否則執行步驟（7）；

（7）、搜索三角形鏈表，找到頂點包含該點的所有三角形，按照順時針依次連接外心或形心，生成優化的Voronoi圖單元；

（8）、針對邊界點，找到包含該點的三角形和邊界邊，計算出邊界邊中點，按照順時針依次連接邊界邊中點和外心或形心，生成優化的Voronoi圖單元；