[發明專利]一種計算雪堆積的方法在審
| 申請號： | 201811310915.7 | 申請日： | 2018-11-06 |
| 公開（公告）號： | CN109558645A | 公開（公告）日： | 2019-04-02 |
| 發明（設計）人： | 高廣軍;劉明楊;王家斌;朱慧芬;張琰 | 申請（專利權）人： | 中南大學 |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213 | 代理人： | 楊斌 |
| 地址： | 410000 湖南省長沙*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 堆積 粒子 變形網格 自適應 網格 流場 積雪 厚度計算模型 數值模擬模型 徑向基函數 隨時間變化 控制點 迭代過程 方法生成 計算區域 粒子運動 網格節點 運動軌跡 運輸工具 變形量 插值場 場模式 預測 壁面 觸碰 凈風 重構 建筑物 輸出 發射 賦予 | ||
1.一種計算雪堆積的方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)建立建筑物或運輸工具的模型，在凈風場模式下數值模擬模型周圍流場；
2)待流場穩定后，采用離散相模型在計算區域中發射雪粒子，得到雪粒子在區域中的運動軌跡；
3)通過堆積厚度計算模型求解在迭代過程中雪粒子觸碰模型壁面后的積雪厚度；
4)輸出初始積雪厚度為變形網格的控制點表，通過徑向基函數方法生成插值場，賦予所有網格節點新的位移，得到發生變化的雪堆積外形；
5)當變形量達到一定程度時對網格進行重構，實現網格自適應過程。
2.根據權利要求1所述的計算雪堆積的方法，其特征在于，步驟1)中所述模型經過CAD軟件簡化。
3.根據權利要求1或2所述的計算雪堆積的方法，其特征在于，步驟1)包括：
11)建立數值計算區域并對其進行離散化處理；
12)在CFD軟件中對離散后的計算區域進行模擬，計算模型周圍的流場；
13)根據實際條件，選擇對應的邊界條件參數，監控模型周圍的氣動參數，穩定于某一值時，停止凈風場計算。
4.根據權利要求3所述的計算雪堆積的方法，其特征在于，步驟2)包括：
21)采用離散相模型對雪粒子建立模型，設定雪粒子物理特性，在計算區域中選擇合理的雪粒子發射位置，以點、線、面不同方式在計算區域中投放；
22)在模擬計算過程中實時觀察粒子運動情況，分析模型周圍粒子運動特性，初步判斷雪粒子落點以及堆積位置。
5.根據權利要求4所述的計算雪堆積的方法，其特征在于，步驟4)包括：
41)得到每一時間步下的起始積雪厚度，根據時間步長設定合理的時間，定時輸出計算區域中邊界條件為積雪的壁面的積雪厚度；
42)在網格變形條件下輸入步驟41)中提取的網格節點處積雪厚度：
43)通過插值函數對各個網格節點的變形量進行擬合，生成新的節點位移并賦予各個對應的網格節點，得到較為光滑的堆積表面。
6.根據權利要求5所述的計算雪堆積的方法，其特征在于，步驟5)包括：
51)監控數值計算結果中的迭代殘差，在迭代殘差中出現大于1的數據后停止計算；
52)提取全部計算區域表面包括雪堆積外形，對新的計算區域重新離散化；
53)從步驟12)開始重復上述操作。
7.根據權利要求1或2所述的計算雪堆積的方法，其特征在于，步驟1)中的凈風場數值計算采用雙方程瞬態可實現的湍流模型，根據多個監控點的速度、壓力數值判斷流場的穩定性。
8.根據權利要求1或2所述的計算雪堆積的方法，其特征在于，步驟2)中采用拉格朗日離散相模型模擬雪粒子，進而得到雪粒子運動特性。
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