[發(fā)明專利]一種基于數(shù)據(jù)分區(qū)匹配的飛行器流固載荷轉(zhuǎn)換方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110131779.0
• 申請日: 2021-01-30
• 公開（公告）號: CN112749447B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊一達(dá);毛玉明;舒忠平;王吉飛;于哲峰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/28;G06F119/14
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發(fā)明涉及一種基于數(shù)據(jù)分區(qū)匹配的飛行器流固載荷轉(zhuǎn)換方法，包括以下步驟：1)獲取飛行器氣動模型的參考源數(shù)據(jù)，將參考源數(shù)據(jù)沿飛行器的軸向分為相互重疊且長度相同的多個源數(shù)據(jù)區(qū)，并按順序編號；2)將飛行器結(jié)構(gòu)模型上的待求點(diǎn)沿飛行器的軸向分為多個首尾相連的待求點(diǎn)區(qū)，并按順序編號；3)遍歷所有待求點(diǎn)，根據(jù)待求點(diǎn)坐標(biāo)獲取該待求點(diǎn)所處的待求點(diǎn)區(qū)編號；4)根據(jù)待求點(diǎn)所在的待求點(diǎn)區(qū)編號找到對應(yīng)的編號的源數(shù)據(jù)區(qū)，保證每個源數(shù)據(jù)區(qū)均包含對應(yīng)的待求點(diǎn)區(qū)，進(jìn)行待求點(diǎn)與對應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)的點(diǎn)進(jìn)行載荷轉(zhuǎn)換。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不需要人工分區(qū)，只需設(shè)置分段，在保證載荷轉(zhuǎn)換精度不下降的前提下，可以節(jié)省96％的運(yùn)算時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行器或船舶結(jié)構(gòu)分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于數(shù)據(jù)分區(qū)匹配的飛行器流固載荷轉(zhuǎn)換方法。

背景技術(shù)

在進(jìn)行飛行器、船舶等結(jié)構(gòu)的分析時，需要將通過計(jì)算流體力學(xué)方法得出的分布流體壓力載荷轉(zhuǎn)換到三維的結(jié)構(gòu)有限元模型節(jié)點(diǎn)上，這就是流固載荷傳遞問題，這一問題一般通過插值的方法完成流固載荷轉(zhuǎn)換，即對于每個結(jié)構(gòu)單元，查找最近的若干流體模型點(diǎn)，用流體點(diǎn)的壓力插值得出結(jié)構(gòu)單元的壓力，實(shí)現(xiàn)載荷轉(zhuǎn)換，另一種方法是力等效分配方法，即將一個氣動點(diǎn)的載荷等效分配到附近若干個結(jié)構(gòu)點(diǎn)上。

在以上兩種方法中，都需要根據(jù)一種模型中某個點(diǎn)的位置在另一種模型中查找若干個臨近的點(diǎn)，如果不采取針對性的算法，則需要遍歷后者中所有的點(diǎn)。所以，當(dāng)兩個模型的點(diǎn)數(shù)都很多時，查找時間很長，會導(dǎo)致插值程序運(yùn)行時間過長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于數(shù)據(jù)分區(qū)匹配的飛行器流固載荷轉(zhuǎn)換方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種基于數(shù)據(jù)分區(qū)匹配的飛行器流固載荷轉(zhuǎn)換方法，包括以下步驟：

1)獲取飛行器氣動模型的參考源數(shù)據(jù)，將參考源數(shù)據(jù)沿飛行器的軸向分為相互重疊且長度相同的多個源數(shù)據(jù)區(qū)，并按順序編號；

2)將飛行器結(jié)構(gòu)模型上的待求點(diǎn)沿飛行器的軸向分為多個首尾相連的待求點(diǎn)區(qū)，并按順序編號；

3)遍歷所有待求點(diǎn)，根據(jù)待求點(diǎn)坐標(biāo)獲取該待求點(diǎn)所處的待求點(diǎn)區(qū)編號；

4)根據(jù)待求點(diǎn)所在的待求點(diǎn)區(qū)編號找到對應(yīng)的編號的源數(shù)據(jù)區(qū)，保證每個源數(shù)據(jù)區(qū)均包含對應(yīng)的待求點(diǎn)區(qū)，防止出現(xiàn)漏掉相鄰點(diǎn)的情況，最后進(jìn)行待求點(diǎn)與對應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)的點(diǎn)進(jìn)行載荷轉(zhuǎn)換。

所述的步驟1)中，相鄰的兩個源數(shù)據(jù)區(qū)各有一半的數(shù)據(jù)相互重復(fù)。

所述的步驟1)中，每個源數(shù)據(jù)區(qū)的軸向長度l為：

其中，L為飛行器的軸向長度，N為設(shè)定的源數(shù)據(jù)區(qū)總數(shù)，且N2。

所述的步驟2)中，待求點(diǎn)區(qū)的數(shù)量與源數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)量相等。

所述的步驟2)中，在所有待求點(diǎn)區(qū)中，首區(qū)的長度s_head和尾區(qū)的長度s_tail相等，中間各區(qū)的長度相等。

所述的首區(qū)的長度s_head和尾區(qū)的長度s_tail均為中間各區(qū)的長度均為

所述的步驟2)中，相同編號的源數(shù)據(jù)區(qū)的長度大于待求點(diǎn)區(qū)，且待求點(diǎn)區(qū)包含在源數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)。

所述的步驟4)具體為：

獲取每個待求點(diǎn)所在的待求點(diǎn)區(qū)編號對應(yīng)的源數(shù)據(jù)區(qū)，在該源數(shù)據(jù)區(qū)查找與待求點(diǎn)距離最近的10個參考點(diǎn)的坐標(biāo)和壓力值，并進(jìn)行插值計(jì)算。

所述的插值計(jì)算采用薄板樣條法、反距離插值法和Kriging插值法。