[發明專利]一種加權雙向映射的精確捕捉激波間斷面方法

在審

• 申請號: 202110981198.6
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113673185A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 寧建國;金子焱;許香照;任會蘭;馬天寶
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F111/02;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

1.一種加權雙向映射的精確捕捉激波間斷面方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1、針對所需要分析的創建仿真模型，并對所創建的仿真模型進行初始化設置，包括確定計算域的大小，各類材料在計算域中位置信息和幾何尺寸信息、網格步長及坐標、質點的布置、材料屬性及參數、邊界條件及虛擬質點的設定以及初始計算控制參數等；

步驟2、第k個時間步開始，根據網格與質點之間的拓撲關系計算質點所對應的狀態方程以及本構模型，更新質點物理量；

步驟3、質點映射回網格，更新網格速度量；

步驟4、確定網格與質點之間的拓撲關系以實現網格物理量映射至質點，計算質點的速度與位移；

步驟5、確定所有質點移動的位置，刪除計算域外實體質點，將計算域內虛擬質點加入實體質點集合；

步驟6、根據邊界條件，重新添加虛擬質點；

根據流入、流出和周期邊界條件，在邊界區域添加新的虛擬質點，虛擬質點與實體質點之間符合邊界條件的關系；

步驟7、確定移動后質點與網格之間的拓撲關系，將質點物理量映射至網格，通過光滑函數抑制間斷面振蕩，得到第k+1個時間步的網格物理量；

步驟8、基于所設定的終止條件，輸出對應的仿真結果。

2.根據權利要求1所述的一種加權雙向映射的精確捕捉激波間斷面方法，其特征在于：所述步驟2包括如下步驟：

步驟2.1、根據網格速度梯度計算質點的應變增量：

步驟2.2、據據本構模型和狀態方程，計算質點的柯西應力，

并更新質點的體積與密度，

步驟2.3、進一步，根據狀態方程和人工粘性更新質點的能量。

3.根據權利要求1所述的一種加權雙向映射的精確捕捉激波間斷面方法，其特征在于：所述步驟3包括如下步驟：

步驟3.1、根據質點與網格之間的拓撲關系，將質點的物理量映射至網格

步驟3.2、更新網格節點的動量

4.根據權利要求1所述的一種加權雙向映射的精確捕捉激波間斷面方法，其特征在于：所述步驟4包括如下步驟：

步驟4.1、將網格節點的量映射到質點上，更新質點的速度；

步驟4.2、計算并更新第K+1個時間步上質點的位置；

5.根據權利要求1所述的一種加權雙向映射的精確捕捉激波間斷面方法，其特征在于：所述步驟6包括如下步驟：

根據流入、流出和周期邊界條件，在邊界區域添加新的虛擬質點，虛擬質點與實體質點之間符合邊界條件的關系。

6.根據權利要求1所述的一種加權雙向映射的精確捕捉激波間斷面方法，其特征在于：所述步驟7包括如下步驟：

步驟7.1、通過光滑函數重新更新質點的物理量；

步驟7.2、將質點的量映射到網格節點上；

7.根據權利要求1所述的一種加權雙向映射的精確捕捉激波間斷面方法，其特征在于：所述步驟8包括如下步驟：

步驟8.1、若當前計算的步數滿足輸出設定的條件時，將所有的仿真數據進行合并輸出并記錄輸出文件的序號標記；將網格和質點所包含的變量及變量名稱寫入文件：

步驟8.2、如果未滿足結束條件，則返回步驟2，開始第k+1個時間步。