[發明專利]一種面向流體仿真方向的并行多層自適應局部加密方法

在審

• 申請號: 202011279002.0
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112364362A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 李忠林;張偉;郭志鵬;王中偉
• 申請（專利權）人: 寧波九寰適創科技有限公司
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06F30/18;G06F30/28;G06F113/08
• 代理公司: 北京中企鴻陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11487
• 代理人: 龐曉辰;孫海波

1.一種面向流體仿真方向的并行多層自適應局部加密方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1，根據空間域實際物理尺度和初始條件構建初始多層塊結構布局，所述初始多層塊結構布局包括：基礎層塊結構和其他層塊結構；

步驟S2，對所述步驟S1中的所述初始多層塊結構布局，逐層進行網格劃分；

步驟S3，對所述步驟S2逐層網格劃分后的空間域施加物理邊界條件；

步驟S4，每隔指定時間步以場變量梯度為準重新構建多層塊結構布局，使得較細層的塊結構能及時覆蓋場變量變化劇烈區域；

步驟S5，隔指定時間輸出該時刻的圖片結果。

2.根據權利要求1所述的面向流體仿真方向的并行多層自適應局部加密方法，其特征在于：在所述步驟S1中，根據不同的場變量變化分別對所述基礎層塊結構和場變量變化劇烈區進行標記得到多層塊結構布局。

3.根據權利要求1或2所述的面向流體仿真方向的并行多層自適應局部加密方法，其特征在于：在所述步驟S1中，當應用于流場計算時，所述基礎層塊結構覆蓋完整的計算域。

4.根據權利要求1所述的面向流體仿真方向的并行多層自適應局部加密方法，其特征在于：在所述步驟S2中，所述逐層進行網格劃分，包括：針對每層塊結構采用逐層劃分方式，由基礎層開始至其他層塊結構的逐層順序，針對每層塊結構以固定的網格尺寸對當前層內塊結構進行網格劃分。

5.根據權利要求1所述的面向流體仿真方向的并行多層自適應局部加密方法，其特征在于：在所述步驟S3中，所述施加物理邊界條件包括：

第一類為所描述物理問題的物理邊界條件；

第二類為較細一層的塊結構和下方相交的粗網格交接處的細網格對應的邊界條件。

6.根據權利要求5所述的面向流體仿真方向的并行多層自適應局部加密方法，其特征在于：施加第一類邊界條件，包括如下步驟：

首先，根據應用領域，獲取基礎層塊結構的不同網格上的邊界條件類型；

然后，將相應類型的邊界條件施加到所述基礎層塊結構的對應網格上。

7.根據權利要求5所述的面向流體仿真方向的并行多層自適應局部加密方法，其特征在于：施加第二類邊界條件，包括如下步驟：

針對較細一層的塊結構的邊界網格所對應的邊界條件，采用該較細一層的塊結構下方相交的粗網格的場變量值的插值獲取。

8.根據權利要求1所述的面向流體仿真方向的并行多層自適應局部加密方法，其特征在于：所述步驟S3中求解場變量的具體計算方程如下所示：

式中，ρ表示密度，c代表比熱容，T代表溫度，λ熱導率t時間，x,y,z為空間坐標，Q為內熱源；為偏微分運算符。

上述方程在空間離散過程如下所示，以一維為例：

式中，是n時刻i位置溫度，是n時刻i-1位置溫度，是n時刻i+1位置溫度，Δx為空間步長，ο[(Δx)²]是空間步長的二階無窮小。

時間微分采用歐拉方法即向前顯式差分格式，如下所示：

上式中，為i節點位置在n+1時刻的溫度值，Δt是時間步長，ο(Δt)是Δt一階無情小，其他類推。

離散后的溫度場變量方程如下所示：

式中變量含義如上所述。

9.根據權利要求8所述的面向流體仿真方向的并行多層自適應局部加密方法，其特征在于：所述步驟S3中求解場變量的具體步驟如下：

步驟S31，對基礎層塊結構求解第n+1時刻，第i節點的離散的場變量

步驟S32，在基礎層塊結構求解結束，將第一層和基礎層塊結構相交的網格賦值為基礎層塊結構對應網格場變量值；

步驟S33，依次類推求解第一層至最頂層的場變量，同時將細層計算獲得場變量插值后直接賦給相鄰的粗層。