结构网格动网格技术用于非结构网格流场求解器的方法技术

本发明专利技术提供了一种结构网格动网格技术应用于非结构网格流场求解器的方法，包括以下步骤：在合理拓扑结构设计基础上，采用代数法与椭圆型方程优化相结合生成初始外形结构网格；分别输出结构网格形式文件和非结构网格形式文件；建立非结构网格点和结构网格点的对应关系，确定每个非结构网格点对应的结构网格点序号；对于边界变形情况，运用结构网格动网格技术更新网格，根据对应关系得到新的非结构网格用于非结构网格流场求解器计算。该方法通过将高效鲁棒的结构网格动网格方法应用于非结构网格流场求解器，提高了非结构网格流场求解器在处理边界运动问题时的效率和能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种计算流体力学
的方法，具体讲设及一种结构网格动网格 技术用于非结构网格流场求解器的方法。
技术介绍
计算流体动力学（ComputationalFluidDynamics)是通过计算机数值计算和图 象显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。它可W看作是流 动基本方程控制下对流动的数值模拟，通过运种数值模拟可W得到极其复杂问题的流场内 各个位置上的基本物理量，W及运些物理量随时间的变化情况，并可W进行优化设计。采用 CFD求解控制方程时，都是想办法将控制方程在空间区域上进行离散，然后求解得到离散方 程组。要想在空间域上离散控制方程，必须使用网格，现在已经发展出多种对各种区域进行 离散W生成网格的方法，统称网格生成技术。 网格主要分为结构网格和非结构网格两大类，它们的区别在于节点位置能否用固 定的法则有序地命名。结构网格比非结构网格捕捉附面层流动方面更精确，尤其是在高雷 诺数的情况下。CFD流场求解器也可分为结构网格流场求解器和非结构网格求解器，但结构 网格可W输出为非结构网格形式用于非结构网格流场求解器。含边界运动的非定常流动问 题在航空航天领域普遍存在，如飞机机翼的静态变形、颤振、阵风响应等，运种情况下，需要 运用动网格技术来实现求解域的运动。 动网格技术可分为非结构网格动网格技术和结构网格动网格技术，非结构网格动 网格技术如弹黃法需要迭代计算，变形效率低，变形能力差，适用范围小，而结构网格动网 格技术如基于扰动衰减规律的弹性变形技术变形效率高，变形能力强，适用范围广，在工程 中得到了广泛使用；提高非结构网格求解器在处理边界运动问题时的效率和能力迫在眉 睫。 阳〇化]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种结构网格动网格技术用于非结构网格流场 求解器的方法。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种结构网格动网格技术用于非结构 网格流场求解器的方法。 实现上述目的所采用的解决方案为： 一种，所述方法包括W下 步骤： 阳009] I、在合理拓扑结构设计基础上，生成初始外形结构网格； II、根据所述初始外形结构网格，分别输出非结构网格形式文件和结构网格形式 文件； III、建立非结构网格点和结构网格点的对应关系，确定每个非结构网格点对应的 结构网格点序号； IV、针对网格边界变形情况，运用结构网格动网格技术更新网格，根据对应关系得 到新的非结构网格用于非结构网格流场求解器计算。 优选地，所述步骤I中，采用代数法和楠圆形方程相结合的方法生成初始外形结 构网格。 优选地，所述步骤III包括W下步骤： S301、找出所述非结构网格形式文件中每个非结构网格点对应的所述结构网格形 式文件中结构网格点的序号（b，i，j，k); 其中，b表示结构网格点所在的网格块号，i，j，k表示网格点在网格块S个方向的 序号； S302、判断所述非结构网格点和所述结构网格点的对应关系是否成功建立；若所 述非结构网格点和所述结构网格点坐标之差小于判断阔值，则认为建立对应关系成功；否 则认为建立失败。 优选地，所述非结构网格形式文件为UCD格式，所述结构网格形式文件为plot3d 格式。 优选地，所述判断阔值为10 6。 优选地，所述步骤IV中，通过基于扰动衰减规律的结构网格动网格技术更新网 格，新的网格点坐标表示如下： 萬，=Xf:-沒f .哲； 其中，兩表示初始网格点坐标，S,.表示静态网格点随物面边界作刚性运动的瞬态 坐标值，g表示网格点序号的函数； 其中，九，4"表示物面网格点序号，if，jf，kf表示相应的远边界网格点序号。与最接近的现有技术相比，本专利技术具有W下有益效果： 通过将高效鲁棒的结构网格动网格方法应用于非结构网格流场求解器，解决运用 传统非结构网格动网格技术存在的变形效率低、变形能力差的技术问题，提高了非结构网 格流场求解器在处理边界运动问题时的效率和能力。【附图说明】 图1为本专利技术的流程图； 阳02引图2为本实施例中NACA0012翼型计算网格； 图3为本实施例中NACA0012翼型升力系数计算值和实验值的比较。【具体实施方式】 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开 的示例性实施例，然而应当理解，可ww各种形式实现本公开而不应被运里阐述的实施例 所限制，其他实施方案可W包括结构的、逻辑的、电气的、过程的W及其他改变。实施例仅 代表可能的变化。相反，提供运些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公 开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本文中，本专利技术的运些实施方案可W被单独地 或总地用术语"专利技术"来表示，运仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的专利技术， 不是要自动的限制该应用的范围为任何单个专利技术或者专利技术构思。 图1为本专利技术的流程图； 本专利技术提供的一种包括 W下步骤： 一、在合理的基础拓扑结构设计基础上，采用代数法与楠圆型方程优化相结合生 成初始外形结构网格； 二、根据所述初始外形结构网格，分别输出非结构网格形式文件和结构网格形式 文件； S、建立非结构网格点和结构网格点的对应关系，确定每个非结构网格点对应的 结构网格点序号； 四、针对网格边界变形情况，运用结构网格动网格技术更新网格，根据对应关系得 到新的非结构网格用于非结构网格流场求解器计算。...

【技术保护点】
一种结构网格动网格技术用于非结构网格流场求解器的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：I、在合理拓扑结构设计基础上，生成初始外形结构网格；II、根据所述初始外形结构网格，分别输出非结构网格形式文件和结构网格形式文件；III、建立非结构网格点和结构网格点的对应关系，确定每个非结构网格点对应的结构网格点序号；IV、针对网格边界变形情况，运用结构网格动网格技术更新网格，根据对应关系得到新的非结构网格用于非结构网格流场求解器计算。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭同庆，陈皓，陆志良，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32