[發(fā)明專利]一種考慮激波和邊界層的網(wǎng)格生成方法

有效

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• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112464583B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬兵兵;李曉虎;陳堅強(qiáng);袁先旭;涂國華;段茂昌
• 申請（專利權(quán)）人: 空氣動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 孫杰

1.一種考慮激波和邊界層的網(wǎng)格生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、利用商業(yè)軟件畫出鈍錐的初始三維計算網(wǎng)格，并利用CFD軟件在初始三維計算網(wǎng)格上模擬計算得到初始基本流場；

S2、根據(jù)當(dāng)?shù)伛R赫數(shù)的大小判斷激波位置，當(dāng)當(dāng)?shù)伛R赫數(shù)小于0.99倍的來流馬赫數(shù)時，利用初始三維計算網(wǎng)格和初始基本流場識別激波位置，對激波位置在空間進(jìn)行光滑處理，獲得光滑連續(xù)的激波曲面；

S3、預(yù)估邊界層的厚度，在邊界層以及激波附近區(qū)域加密網(wǎng)格，將垂直表面方向的網(wǎng)格分為5段，得到五段組成的網(wǎng)格分布函數(shù)y(j)；

所述垂直表面方向的網(wǎng)格包括第一段網(wǎng)格、第二段網(wǎng)格、第三段網(wǎng)格、第四段網(wǎng)格和第五段網(wǎng)格；

S4、以激波位置為基準(zhǔn)，將垂直表面方向的分布函數(shù)y(j)映射到具體每個流向和周向的位置，并通過空間插值方法從初始三維計算網(wǎng)格插值獲得考慮激波和邊界層的網(wǎng)格；

所述步驟S3中的第一段網(wǎng)格在邊界層區(qū)域內(nèi)以指數(shù)規(guī)律分布，所述第一段網(wǎng)格的分布函數(shù)為：

上式中，y₁(j)為第一段網(wǎng)格的分布函數(shù)，y_c1為邊界層區(qū)域長度除以厚度，p₁為第一段網(wǎng)格的指數(shù)系數(shù)，jn₁為第一段網(wǎng)格的邊界區(qū)域網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)，jn₁100。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮激波和邊界層的網(wǎng)格生成方法，其特征在于，所述第三段網(wǎng)格為邊界層與激波之間的區(qū)域，網(wǎng)格均勻分布，所述第三段網(wǎng)格的分布函數(shù)為y₃(j)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的考慮激波和邊界層的網(wǎng)格生成方法，其特征在于，所述第一段網(wǎng)格與第三段網(wǎng)格通過第二段網(wǎng)格以過渡方式連接，所述第二段網(wǎng)格的分布函數(shù)為：

上式中，y₂(j)為第二段網(wǎng)格分布函數(shù)，jn₂為第二段網(wǎng)格的邊界區(qū)域網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)，p₂為第二段網(wǎng)格的指數(shù)系數(shù)，p₂＝(j-1)/(jn₂-1)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的考慮激波和邊界層的網(wǎng)格生成方法，其特征在于，所述第五段網(wǎng)格為激波外區(qū)域并以指數(shù)規(guī)律分布，所述第三段網(wǎng)格與第五段網(wǎng)格通過第四段網(wǎng)格以過渡方式連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮激波和邊界層的網(wǎng)格生成方法，其特征在于，所述步驟還包括：利用CFD軟件在考慮激波和邊界層的網(wǎng)格上模擬計算得到基本流場。