[發(fā)明專利]一種多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)格式

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011178820.1
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112286886B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周乃春;孫巖;趙瑩;孟德虹;江盟;牟斌;白漢利;劉旺林;鄧彥增;鄧學(xué)霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心計(jì)算空氣動(dòng)力研究所
• 主分類號(hào): G06F16/174
• 分類號(hào): G06F16/174
• 代理公司: 綿陽(yáng)山之南專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51288
• 代理人: 沈強(qiáng)

本發(fā)明公開(kāi)了一種多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)格式，即描述網(wǎng)格壓縮存儲(chǔ)文件中網(wǎng)格數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式、存儲(chǔ)內(nèi)容和存儲(chǔ)順序，首先，為了顯著降低網(wǎng)格壓縮存儲(chǔ)文件的大小，本發(fā)明提出的存儲(chǔ)格式中網(wǎng)格數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制方式進(jìn)行存儲(chǔ)。然后，將多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)信息，包括網(wǎng)格塊數(shù)量、單個(gè)網(wǎng)格塊3個(gè)邏輯方向網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)量、單個(gè)網(wǎng)格塊6個(gè)邏輯面的網(wǎng)格點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，按照特定的順序在網(wǎng)格數(shù)據(jù)壓縮文件中進(jìn)行存儲(chǔ)；該發(fā)明能夠?yàn)槎鄩K結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)提供一種高效可行的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體涉及到計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)CFD(ComputationalFluid Dynamics)中多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域中的一種多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)格式。

背景技術(shù)

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和并行計(jì)算方法的快速發(fā)展，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模擬能力提升迅速，已經(jīng)成為航空航天飛行器設(shè)計(jì)和性能評(píng)估中的重要工具，能夠?qū)崿F(xiàn)各種飛行器復(fù)雜流動(dòng)的數(shù)值仿真，為飛行器設(shè)計(jì)提供高精度流場(chǎng)計(jì)算數(shù)據(jù)，支撐飛行器設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化完善，拓展飛行器的性能邊界。

計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)通過(guò)網(wǎng)格對(duì)計(jì)算空間進(jìn)行離散，迭代求解代數(shù)方程，獲得指定空間、指定時(shí)間的流場(chǎng)變量，從而積分得到物體繞流的整體流動(dòng)特性。計(jì)算網(wǎng)格是影響CFD軟件計(jì)算精度和效率的關(guān)鍵因素。網(wǎng)格剖分越密，總的網(wǎng)格規(guī)模越大，流動(dòng)模擬更精細(xì)，但網(wǎng)格文件占用的磁盤(pán)存儲(chǔ)空間越大。

按照網(wǎng)格單元之間的連接關(guān)系，CFD計(jì)算網(wǎng)格可以分為結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格兩類。其中結(jié)構(gòu)網(wǎng)格內(nèi)部網(wǎng)格點(diǎn)的相鄰點(diǎn)數(shù)是固定的，而非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格內(nèi)部網(wǎng)格點(diǎn)的相鄰點(diǎn)數(shù)是變化的，需要通過(guò)單獨(dú)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格點(diǎn)之間的連接關(guān)系。相比非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格具有連接關(guān)系定義簡(jiǎn)單、分辨率高和網(wǎng)格質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，一直是CFD模擬中使用的主要網(wǎng)格類型。

目前結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主要有Gridgen、Plot3D、CGNS和Tecplot等格式，存儲(chǔ)方式有文本和二進(jìn)制兩種類型，這些網(wǎng)格數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式均采用存儲(chǔ)全部幾何數(shù)據(jù)的方式。隨著網(wǎng)格數(shù)據(jù)規(guī)模增大，以上存儲(chǔ)格式給網(wǎng)格數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)，例如單塊具有1000萬(wàn)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，采用雙精度Plot3D格式，二進(jìn)制類型存儲(chǔ)約占用228Mb磁盤(pán)空間，文本類型存儲(chǔ)約占用700Mb磁盤(pán)空間，所需數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間較大。而氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、非定常流動(dòng)模擬、載荷計(jì)算分析等通常涉及大量不同計(jì)算狀態(tài)的網(wǎng)格，將給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)帶來(lái)更大困難，存儲(chǔ)單元的反復(fù)訪問(wèn)將加速存儲(chǔ)硬件的老化，提升數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)，急劇增加存儲(chǔ)成本的消耗。因此，針對(duì)目前大規(guī)模結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)存儲(chǔ)面臨的占有磁盤(pán)空間大、傳輸效率低等問(wèn)題，本發(fā)明提出一種多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)格式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)格式，即描述網(wǎng)格壓縮存儲(chǔ)文件中網(wǎng)格數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式、存儲(chǔ)內(nèi)容和存儲(chǔ)順序，為多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)提供一種高效可行的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方案：

一種多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)格式，包括存儲(chǔ)內(nèi)容和儲(chǔ)存順序，

所述存儲(chǔ)內(nèi)容包括網(wǎng)格塊的數(shù)量、任意單個(gè)網(wǎng)格塊三個(gè)邏輯方向上的網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)量、任意單個(gè)網(wǎng)格塊六個(gè)邏輯面的網(wǎng)格點(diǎn)空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，

所述存儲(chǔ)順序?yàn)椋?/p>

S1:將網(wǎng)格塊數(shù)量通過(guò)二進(jìn)制方式存儲(chǔ)到網(wǎng)格數(shù)據(jù)壓縮文件中，

S2:將任一一個(gè)網(wǎng)格塊的三個(gè)邏輯方向上網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)通過(guò)二進(jìn)制方式存儲(chǔ)到網(wǎng)格數(shù)據(jù)壓縮文件中，

S3:將S2中的網(wǎng)格塊的邏輯面網(wǎng)格點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)按照循環(huán)順序存儲(chǔ)到網(wǎng)格數(shù)據(jù)壓縮文件中，

S4：按照S2-S3的步驟將S1中所有的網(wǎng)格塊的三個(gè)方向網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)量信息和邏輯面網(wǎng)格點(diǎn)空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)向網(wǎng)格數(shù)據(jù)壓縮文件的存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)的壓縮存儲(chǔ)。