[發明專利]一種基于速度梯度張量特性的流動顯示方法

有效

• 申請號: 202011381904.5
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112507282B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 李睿劬;諶君謀;肖翔
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 任林沖

1.一種基于速度梯度張量特性的流動顯示方法，其特征在于，具體步驟如下：

S1、在笛卡爾直角坐標系中，計算任意三維流動的速度分布其中三個分量分別為(V_x,V_y,V_z)；

S2、基于速度分布計算每個網格點(x,y,z)上的速度梯度張量其九個分量矩陣形式為：

S3、將速度梯度張量分解為一個二階對稱張量E與一個二階反對稱張量Ω之和，表示為：

S4、確定應變率張量的特征向量：求解特征值方程det(λI-E)＝0，其中det為行列式符號，I為單位矩陣，得到二階對稱張量E的三個特征值λ₁,λ₂,λ₃，通過齊次線性方程組求出對應于各特征值的特征向量；

S5、以流體壓力梯度方向為基準，計算特征向量與流體壓力梯度方向的夾角，定義該夾角為該特征向量對應的特征方向；

S6、根據每個網格點上的位置及特征方向，確定特征方向在流場中沿某一空間方向的變化曲線，形成流動顯示結果，提高模擬流場的準確性。

2.根據權利要求1所述的一種基于速度梯度張量特性的流動顯示方法，其特征在于，S2中，二階對稱張量E的矩陣形式為：

3.根據權利要求1所述的一種基于速度梯度張量特性的流動顯示方法，其特征在于，S2中，二階反對稱張量Ω的矩陣形式為：

4.根據權利要求1所述的一種基于速度梯度張量特性的流動顯示方法，其特征在于，S4中，齊次線性方程組如下：

其中λ_i,i＝1,2,3是特征值λ₁,λ₂,λ₃；e_ij,i＝1,2,3；j＝1,2,3是二階對稱張量E的各分量；a_i,i＝1,2,3是特征向量的分量。