【技术实现步骤摘要】
基于八叉树细化四面体网格的飞行器仿真驱动设计方法
[0001]本申请涉及航空飞行器的仿真驱动
，特别是涉及一种基于八叉树细化四面体网格的飞行器仿真驱动设计方法。
技术介绍
[0002]随着仿真驱动技术的发展，数值仿真技术已经成为飞行器气动外形设计过程中性能分析的重要手段，在飞行器外形设计完成后，一般会根据设计的几何模型增加远场包围，进而生成可供CFD数值仿真软件计算的网格文件，在运用有限体积法或有限元法等CFD数值仿真方法计算后评估并优化飞行器外形设计方案。其中，CFD数值仿真计算的一个关键前提是需要通过网格生成技术首先将飞行器模型对应的计算域进行离散化表示，目的是将给定飞行器外流场区域划分成有限个基本几何单元，一般将三维几何区域划分为四面体或六面体单元的网格。在飞行器外流场计算区域转化成网格表示后，CFD方法在每个网格单元上存储温度、速度等物理量，然后利用物理守恒方程求解给定工况下的物理解,即各网格单元上的物理量，并通过相关计算获得飞行器升力系数、阻力系数等性能指标。因此，生成网格的单元尺寸分布和单元质量对仿真结果影...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于八叉树细化四面体网格的飞行器仿真驱动设计方法，其特征在于，所述方法包括：对飞行器的几何形状进行设计，得到飞行器的几何模型文件；所述几何模型文件包括飞机部件的几何参数曲面；所述飞机部件包括机身、机翼和尾翼；所述几何参数曲面包括曲面的阶数、控制点数、节点向量和控制点坐标；从所述几何模型文件中获取飞行器的几何参数曲面，根据所述几何参数曲面以飞行器为中心建立远场的长方体包围盒，得到飞行器的三维几何模型；利用八叉树细化四面体网格对所述飞行器的三维几何模型进行网格化处理，得到三维几何模型的体网格和面网格；将所述体网格和面网格的信息构建格式网格文件，利用CFD数值仿真软件对所述格式网格文件进行计算，得到飞行器的多个性能指标；所述性能指标包括飞行器升力系数和飞行器阻力系数；根据预先设置的飞行器设计要求对所述飞行器的多个性能指标进行评估，若性能指标达到设计要求则输出设计方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若性能指标未达到设计要求则由设计人员对飞行器的几何形状重新进行模型调整并进行性能指标评估，直至性能指标达到设计要求输出设计方案。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述长方体包围盒的远场长度为4倍机身长度，高度为2倍机身长度，宽度为1.5倍机身长度；利用八叉树细化四面体网格对所述飞行器的三维几何模型进行网格化处理，得到三维几何模型的体网格和面网格，包括：定义一个固定形状的初始根网格四面体，其中初始根网格四面体的四个顶点坐标为：；获取三维几何模型的坐标范围，根据所述三维几何模型的坐标范围等比例更改初始根四面体尺寸至根网格可将几何模型完全包围为止，得到更改后的初始根网格四面体；对所述更改后的初始根网格四面体作八叉树细化网格分裂，判断当前分裂得到的四面体大小是否达到预设尺寸或细化层数是否达到预设上限，直至分裂得到最终的四面体网格单元集；从所述四面体网格单元集中搜索出与三维几何边界相交的四面体网格单元、与几何边界相交单元的相邻单元以及几何体内部单元，保留这些单元并删除四面体网格单元集中其他单元，得到接近飞行器及外流场几何外形的初始八叉树网格；根据飞行器的几何参数曲面对所述初始八叉树网格进行移动网格节点、交换边和切割网格单元，使得网格与三维几何表面完全贴合，得到三维几何模型的体网格和面网格。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述更改后的初始根网格四面体作八叉树细化网格分裂，直至得到达到预先设置尺寸的四面体，包括：在当前四面体每个面上连接四面体边的中点进行切割，得到顶点处四个子四面体和一个核心几何体；连接所述核心几何体的两个顶点进行分裂，再得到四个子四面体；所述子四面体形状与原四面体完全相同；所述子四面体表示为，其中包含子四面体四个顶点，分别为子四面体网格单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，刘金宝，龚春叶，张翔，徐传福，刘杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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