[發明專利]渦結構識別方法及系統

有效

• 申請號: 202011594468.X
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112699619B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 禹旻
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 張立君

1.一種基于流場可視化和拓撲結構分析的渦結構識別方法，其特征在于，包括：

根據預獲取的流場數據獲取基于渦線實現可視化的渦旋場；

對所述渦旋場進行拓撲結構分析，獲取鞍點和焦點；

根據所述焦點獲取渦結構的中心位置；

根據所述鞍點獲取對應于渦結構輪廓的封閉曲線；

根據所述渦結構的中心位置和所述封閉曲線識別相應的渦結構；

其中，所述對所述渦旋場進行拓撲結構分析，獲取鞍點和焦點的步驟包括：

在所述渦旋場內任意選取一個二維截面；

在所述二維截面上對流場渦矢量空間分布形態進行二維拓撲分析；

獲取所述二維截面內的目標特征點；

對所述目標特征點進行分類，得到鞍點和焦點；

所述目標特征點為流場中矢量的三個分量均為零的點；

所述根據所述渦結構的中心位置和所述封閉曲線識別相應的渦結構的步驟包括：

對所述封閉曲線的合圍區域進行撒點；

根據經過所述封閉曲線的合圍區域內的每個種子點的渦線獲取所述渦結構。

2.根據權利要求1所述的渦結構識別方法，其特征在于，所述流場數據基于數值模擬或者風洞試驗的方式獲取。

3.根據權利要求1所述的渦結構識別方法，其特征在于，所述根據預獲取的流場數據獲取基于渦線實現可視化的渦旋場的步驟包括：

根據所述流場數據獲取速度場；

根據所述速度場獲取渦旋場；

根據確定的渦線對所述渦旋場進行可視化處理。

4.根據權利要求3所述的渦結構識別方法，其特征在于，所述渦線基于渦線確定方程確定。

5.根據權利要求1所述的渦結構識別方法，其特征在于，在所述對所述目標特征點進行分類的步驟中，根據目標特征點所處渦旋場的特性對目標特征點進行分類，渦旋場特性基于渦矢量的雅克比矩陣確定。

6.根據權利要求1所述的渦結構識別方法，其特征在于，所述封閉曲線基于鞍點以及鞍點之間的漸進曲線獲取。

7.一種基于流場可視化和拓撲結構分析的渦結構識別系統，其特征在于，包括：

可視化渦旋場獲取模塊，用于根據預獲取的流場數據獲取基于渦線實現可視化的渦旋場；

特征點獲取模塊，用于對所述渦旋場進行拓撲結構分析，獲取鞍點和焦點，具體包括：在所述渦旋場內任意選取一個二維截面；

在所述二維截面上對流場渦矢量空間分布形態進行二維拓撲分析；

獲取所述二維截面內的目標特征點；

對所述目標特征點進行分類，得到鞍點和焦點；

所述目標特征點為流場中矢量的三個分量均為零的點；

中心位置獲取模塊，用于根據所述焦點獲取渦結構的中心位置；

封閉曲線獲取模塊，用于根據所述鞍點獲取對應于渦結構輪廓的封閉曲線；

渦結構識別模塊，用于根據所述渦結構的中心位置和所述封閉曲線識別相應的渦結構，具體包括：

對所述封閉曲線的合圍區域進行撒點；

根據經過所述封閉曲線的合圍區域內的每個種子點的渦線獲取所述渦結構。