一种高分辨嵌入网格自动生成方法技术

本发明专利技术提供了一种高分辨嵌入网格自动生成方法

【技术实现步骤摘要】
一种高分辨嵌入网格自动生成方法、装置、设备和介质


[0001]本专利技术涉及计算流体力学
(Computational Fluid Dynamics
，
CFD)
数值模拟及自动网格生成技术，具体涉及一种高分辨嵌入网格自动生成方法
、
装置
、
设备和介质
。

技术介绍

[0002]计算网格生成是计算流体力学
(CFD)
仿真的关键环节，是开展
CFD
仿真分析的前提
。
当前网格生成策略主要包括结构网格
、
非结构网格及非结构混合网格
、
直角网格
、
嵌套网格等生成
。
不同类型网格生成策略有不同的优缺点
。
结构网格生成在
CFD
求解效率和求解精度两个方面具有优势，从早期的单块结构网格技术发展到具有普遍适应性的多块结构网格技术，尤其在航天
，多块结构网格技术用于气动热的计算已成为工程型号应用的例行手段
。
但是，众所周知结构化网格由于在网格拓扑方面的天然限制，对结构化网格特别是多块结构网格进行局部加密往往比较困难，对结构网格进行网格局部加密的工作往往是“牵一发而动全身”，往往涉及大量网格块的加密，因而要实现自动化也非常困难
。
[0003]目前，随着工程型号计算中精细化仿真分析需求的提升，采用脱体涡
(DES)
或
RANS
－
LES
混合方法进行局部精细分析或流场诊断的工作日益普遍，
DES
方法或
RANS
－
LES
混合方法的基本思想是：将流场的物理区域通过网格尺度和湍流尺度分为
LES
区和
RANS
区，对
LES
区采用
LES
计算，对
RANS
区采用
RANS
计算，在计算网格设计时就明确要求
LES
计算区和
RANS
计算区有不同的网格密度，以避免计算产生“灰色区域”的风险
。
因此，在该类型新兴计算流体力学方法的发展和应用中，“分区域对计算网格进行局部加密以产生高分辨率计算网格”这一问题的重要性日益凸显
。
[0004]目前，针对上述加密网格，即高分辨率网格生成需求，传统的方法是手动及人工调整，自动化程度不足，而且难以直接利用
RANS
计算的已有基础网格
。
同时采用人工方式调整重新生成
RANS
－
LES
混合及
DES
计算所需的高分辨率网格往往费时费力
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于公开一种高分辨嵌入网格自动生成方法
、
装置
、
设备和介质，该方法可以自动产生满足
DES
及
RANS
－
LES
混合方法计算所需的高分辨率网格，能够解决现有技术中采用人工方式划分网格造成的费时费力
、
自动化程度低
、
以及难以直接利用
RANS
计算的已有基础网格生成生成高分辨率网格的技术问题
。
[0006]实现专利技术目的的技术方案如下：
[0007]本专利技术实施例一种高分辨嵌入网格自动生成方法，包括以下步骤：
[0008]S1、
采用网格生成软件生成基础网格，所述基础网格包括结构化基础网格和非结构化基础网格；
[0009]S2、
基于流场特点和
CFD
仿真技术，确定网格区域划分规则，所述网格区域划分规则包括定义需要局部加密的关注区域；
[0010]S3、
依据区域划分规则对基础网格划分得到关注区域网格，提取关注区域网格的
区域信息，其中，所述关注区域网格包括结构化嵌入网格和非结构化嵌入网格，所述结构化嵌入网格和所述非结构化嵌入网格的区域信息均包括嵌入网格的起点
、
终点和范围；
[0011]S4、
对关注区域网格局部加密生成局部高分辨率嵌入网格，包括：
[0012]采用结构网格自动剖分算法及网格块自动加密算法，自动加密生成结构化嵌入网格的局部高分辨率嵌入网格；采用非结构网格自动剖分
、
网格自动加密及悬挂点处理算法，自动加密生成非结构化嵌入网格的局部高分辨率嵌入网格；
[0013]S5、
依据关注区域网格与其相邻区域之间的节点关系，获得交接面差值系数文件；
[0014]S6、
依据交接面差值系数文件，将局部高分辨率嵌入网格嵌入与其相邻区域，形成高分辨嵌入网格
。
[0015]进一步地，上述步骤
S1
中，所述采用网格生成软件生成基础网格，包括：
[0016]S11、
采用
ICEM
－
CFD
软件或
Pointwise
软件生成初始网格；
[0017]S12、
将初始网格依照指定数据格式输出为基础网格，提取基础网格的数据信息，所述数据信息包括所述基础网格的网格坐标信息
、
块对接边界面片信息和外边界面片信息
。
[0018]进一步地，上述步骤
S3
中，所述结构化嵌入网格的起点
、
终点和范围采用给定网格块编号和给定曲线坐标的方式定义；所述非结构化嵌入网格的起点
、
终点和范围采用给定起始物理坐标和给定局部加密区域起始半径的方式定义
。
[0019]更进一步地，上述步骤
S4
中，
[0020]所述采用结构网格自动剖分算法及网格块自动加密算法，自动加密生成结构化嵌入网格的局部高分辨率嵌入网格，包括：
[0021]S401、
用户依据需求定义结构网格的嵌入关系和网格块剖分指标，采用结构网格自动剖分算法对结构网格自动剖分，生成需要局部加密的附加网格块；
[0022]S402、
将多个附加网格块与其相邻网格块间的网格边界类型进行转换，将附加网格块及其相邻网格块的对接面转换为搭接面，并自动标记网格面的块搭接信息，生成进行网格局部加密处理的网格边界；
[0023]S403、
按照嵌入层数，对上经网格边界类型转换后的附加网格块，采用结构网格局部自动均匀加密方法进行附加网格自主加密，获得结构化嵌入网格的局部高分辨率嵌入网格，并按标准格式输出
。
[0024]更进一步地，上述步骤
S4
中，
[0025]所述采用非结构网格自动剖分
、
网格自动加密及悬挂点处理算法，自动加密生成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高分辨嵌入网格自动生成方法，其特征在于，包括：
S1、
采用网格生成软件生成基础网格，所述基础网格包括结构化基础网格和非结构化基础网格；
S2、
基于流场特点和
CFD
仿真技术，确定网格区域划分规则，所述网格区域划分规则包括定义需要局部加密的关注区域；
S3、
依据区域划分规则对基础网格划分得到关注区域网格，提取关注区域网格的区域信息，其中，所述关注区域网格包括结构化嵌入网格和非结构化嵌入网格，所述结构化嵌入网格和所述非结构化嵌入网格的区域信息均包括嵌入网格的起点
、
终点和范围；
S4、
对关注区域网格局部加密生成局部高分辨率嵌入网格，包括：采用结构网格自动剖分算法及网格块自动加密算法，自动加密生成结构化嵌入网格的局部高分辨率嵌入网格；采用非结构网格自动剖分
、
网格自动加密及悬挂点处理算法，自动加密生成非结构化嵌入网格的局部高分辨率嵌入网格；
S5、
依据关注区域网格与其相邻区域之间的节点关系，获得交接面差值系数文件；
S6、
依据交接面差值系数文件，将局部高分辨率嵌入网格嵌入与其相邻区域，形成高分辨嵌入网格
。2.
根据权利要求1所述的高分辨嵌入网格自动生成方法，其特征在于，步骤
S1
中，所述采用网格生成软件生成基础网格，包括：
S11、
采用
ICEM
－
CFD
软件或
Pointwise
软件生成初始网格；
S12、
将初始网格依照指定数据格式输出为基础网格，提取基础网格的数据信息，所述数据信息包括所述基础网格的网格坐标信息
、
块对接边界面片信息和外边界面片信息
。3.
根据权利要求1所述的高分辨嵌入网格自动生成方法，其特征在于，步骤
S3
中，所述结构化嵌入网格的起点
、
终点和范围采用给定网格块编号和给定曲线坐标的方式定义；所述非结构化嵌入网格的起点
、
终点和范围采用给定起始物理坐标和给定局部加密区域起始半径的方式定义
。4.
根据权利要求1所述的高分辨嵌入网格自动生成方法，其特征在于，步骤
S4
中，所述采用结构网格自动剖分算法及网格块自动加密算法，自动加密生成结构化嵌入网格的局部高分辨率嵌入网格，包括：
S401、
用户依据需求定义结构网格的嵌入关系和网格块剖分指标，采用结构网格自...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立，梁益华，张文豪，武君胜，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：