[發明專利]一種基于流體計算域的結構化網格劃分方法及裝置

在審

• 申請號: 202210872632.1
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115169264A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 賀偉;馬小剛;何朋朋;劉謙;李子如
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/23;G06F30/15;G06T17/20;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周磊

本申請公開了一種基于流體計算域的結構化網格劃分方法及裝置，方法包括：獲取待處理船體的結構，并根據結構確定出流體計算域；接著基于待處理船體的流體計算域以及結構，得到待處理船體的三維幾何模型；接著根據待處理船體的三維幾何模型建立總體三維塊，并從總體三維塊中劃分出與待處理船體的結構對應的長方體塊；接著對與待處理船體的結構對應的長方體塊進行構建塊處理，并對處理后的長方體塊進行關聯處理。通過對待處理船體的結構化進行劃分處理，以分別對待處理船體的規則結構以及不規則結構進行構建塊處理，不僅簡潔高效地完成對船體的結構化網格劃分，還可保障整體劃分效率以及質量。

技術領域

本申請屬于計算流體力學的網格生成技術領域，特別的涉及一種基于流體計算域的結構化網格劃分方法及裝置。

背景技術

隨著計算流體力學（也可稱為CFD）技術的快速發展，在研究流體力學問題時，數值模擬結合模型試驗的研究方式已經成為一種主流方法。數值模擬一般分為前處理、CFD計算以及后處理三個過程，其中前處理過程中工作量最大的莫過于流體計算域的網格劃分工作，據文獻介紹，網格生成的工作量大約占整個CFD任務周期的60％～70％，網格生成技術是流體力學數值模擬中的關鍵技術之一，其直接影響數值計算的收斂性，也決定著數值計算結果最終的精度及計算過程的效率。

在水動力學領域，船體流體計算域的網格劃分問題是一個很重要的問題。船體流體計算域的網格主要分為結構化網格與非結構化網格。非結構化網格對模型的自適應性好，工作人員工作量小，但是計算量大，對計算機要求較高；結構化網格工作人員工作量大，但是計算機生成網格計算量小，能夠較好地控制網格生成質量，同時保證邊界層網格，計算更容易達到收斂。

對于一些不規則形狀的船體而言，其結構中球鼻艏與船體連結的部位出現了“斷崖”，因此流體計算域的結構化網格劃分難度較大，采用常規處理方式不僅較難得到質量較高的結構化網格，而且投入的工作量過大。

發明內容

本申請為解決上述提到的流體計算域的結構化網格劃分難度較大，采用常規處理方式不僅較難得到質量較高的結構化網格，而且投入的工作量過大等技術問題，提出一種基于流體計算域的結構化網格劃分方法及裝置，其具體技術方案如下：

第一方面，本申請實施例提供了一種基于流體計算域的結構化網格劃分方法，包括：

獲取待處理船體的結構，并根據待處理船體的結構確定出待處理船體的流體計算域；

基于待處理船體的流體計算域以及待處理船體的結構，得到待處理船體的三維幾何模型；

根據待處理船體的三維幾何模型建立總體三維塊，并從總體三維塊中劃分出與待處理船體的結構對應的長方體塊；

對與待處理船體的結構對應的長方體塊進行構建塊處理，并對處理后的長方體塊進行關聯處理。

在第一方面的一種可選方案中，基于待處理船體的流體計算域以及待處理船體的結構，得到待處理船體的三維幾何模型，包括；

基于三維建模模型建立與待處理船體的流體計算域對應的流體計算域幾何模型；

基于三維建模模型建立與待處理船體的結構對應的結構幾何模型；

對流體計算域幾何模型以及結構幾何模型進行布爾運算處理，得到待處理船體的三維幾何模型。

在第一方面的又一種可選方案中，在基于待處理船體的流體計算域以及待處理船體的結構，得到待處理船體的三維幾何模型之后，在根據待處理船體的三維幾何模型建立總體三維塊之前，還包括：

檢測待處理船體的三維幾何模型是否存在缺陷；

當檢測到待處理船體的三維幾何模型存在缺陷時，對待處理船體的三維幾何模型進行修復處理，直至待處理船體的三維幾何模型不存在缺陷；

當檢測到待處理船體的三維幾何模型不存在缺陷時，對待處理船體的三維幾何模型進行分類處理；

根據待處理船體的三維幾何模型建立總體三維塊，包括：

根據處理后的待處理船體的三維幾何模型建立總體三維塊。