一种流场模拟方法技术

本发明专利技术涉及流体力学技术领域，公开了一种流场模拟方法

【技术实现步骤摘要】
一种流场模拟方法、装置、计算机设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及流体力学
，具体涉及一种流场模拟方法
、
装置
、
计算机设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]目前，通常使用不可压
Navier
‑
Stokes
方程进行流场模拟，但是不可压
Navier
‑
Stokes
方程是非线性的，同时不可压流动中流场速度与声速相差甚远，需要求解的矩阵条件数较大，这些都使得流场中不可压流动的数值模拟计算困难，进而导致流场模拟效率较低
。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种流场模拟方法
、
装置
、
计算机设备及存储介质，以解决现有技术中使用不可压
Navier
‑
Stokes
方程进行流场模拟时，由于不可压
Navier
‑
Stokes
方程是非线性的，同时不可压流动中流场速度与声速相差甚远，需要求解的矩阵条件数较大，流场中不可压流动的数值模拟计算困难，进而导致模拟效率较低的问题
。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种流场模拟方法，该方法包括：获取待模拟流场的第一参数集；基于第一参数集，经过预设处理方法，确定描述流体运动的初始离散非线性方程组；基于第一参数集，利用牛顿线性搜索法对初始离散非线性方程组进行处理，得到待模拟流场的模拟参数集；基于模拟参数集确定待模拟流场的模拟结果
。
[0005]本专利技术提供的流场模拟方法，结合牛顿线性搜索法对描述流体运动的初始离散非线性方程组进行处理，可以得到待模拟流场的模拟参数集，进而可以确定待模拟流场的模拟结果，避免了分离求解和线性化处理带来的收敛性问题，提高了计算效率，进而提高了流场模拟效率
。
因此，通过实施本专利技术，可以计算不可压和弱可压流动，并且无需引入其他额外的处理即可应用于流场稳态和瞬态的模拟
。
[0006]在一种可选的实施方式中，基于第一参数集，经过预设处理方法，确定描述流体运动的初始离散非线性方程组，包括：获取初始
Navier
‑
Stokes
方程组；对待模拟流场进行网格划分，并基于第一参数集和初始
Navier
‑
Stokes
方程组，确定描述流体运动的初始离散非线性方程组
。
[0007]在一种可选的实施方式中，对待模拟流场进行网格划分，并基于第一参数集和初始
Navier
‑
Stokes
方程组，确定描述流体运动的初始离散非线性方程组，包括：基于第一参数集，利用人工可压缩方法对初始
Navier
‑
Stokes
方程组进行处理，得到描述流体运动的
Navier
‑
Stokes
控制方程组；对待模拟流场进行网格划分，并利用有限体积法，将
Navier
‑
Stokes
控制方程组在待模拟流场的网格上进行离散，得到描述流体运动的初始离散非线性方程组
。
[0008]在一种可选的实施方式中，基于第一参数集，利用牛顿线性搜索法对初始离散非
线性方程组进行处理，得到待模拟流场的模拟参数集，包括：获取待模拟流场的第二参数集；基于第一参数集，对初始离散非线性方程组进行求解，得到方程组解集；基于第二参数集和方程组解集，利用牛顿线性搜索法对初始离散非线性方程组进行处理，得到待模拟流场的模拟参数集
。
[0009]本专利技术通过采用牛顿线性搜索法，可以避免分离求解带来的收敛性问题，解决了流场中不可压流动的数值模拟计算困难的问题，进而提高了流场模拟的效率
。
[0010]第二方面，本专利技术提供了一种流场模拟装置，该装置包括：获取模块，用于获取待模拟流场的第一参数集；第一处理模块，用于基于第一参数集，经过预设处理方法，确定描述流体运动的初始离散非线性方程组；第二处理模块，用于基于第一参数集，利用牛顿线性搜索法对初始离散非线性方程组进行处理，得到待模拟流场的模拟参数集；确定模块，用于基于模拟参数集确定待模拟流场的模拟结果
。
[0011]在一种可选的实施方式中，第一处理模块，包括：第一获取子模块，用于获取初始
Navier
‑
Stokes
方程组；划分与确定子模块，用于对待模拟流场进行网格划分，并基于第一参数集和初始
Navier
‑
Stokes
方程组，确定描述流体运动的初始离散非线性方程组
。
[0012]在一种可选的实施方式中，划分与确定子模块，包括：确定单元，用于基于第一参数集，利用人工可压缩方法对初始
Navier
‑
Stokes
方程组进行处理，得到描述流体运动的
Navier
‑
Stokes
控制方程组；划分与离散单元，用于对待模拟流场进行网格划分，并利用有限体积法，将
Navier
‑
Stokes
控制方程组在待模拟流场的网格上进行离散，得到描述流体运动的初始离散非线性方程组
。
[0013]在一种可选的实施方式中，第二处理模块，包括：第二获取子模块，用于获取待模拟流场的第二参数集；求解子模块，用于基于第一参数集，对初始离散非线性方程组进行求解，得到方程组解集；第二处理子模块，用于基于第二参数集和方程组解集，利用牛顿线性搜索法对初始离散非线性方程组进行处理，得到待模拟流场的模拟参数集
。
[0014]第三方面，本专利技术提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的流场模拟方法
。
[0015]第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的流场模拟方法
。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0017]图1是根据本专利技术实施例的流场模拟方法的流程示意图；图2是根据本专利技术实施例的另一流场模拟方法的流程示意图；
图3是根据本专利技术实施例的又一流场模拟方法的流程示意图；图4是根据本专利技术实施例的流场模拟装置的结构框图；图5是本专利技术实施例的计算机设备的硬件结构示意图
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种流场模拟方法，其特征在于，所述方法包括：获取待模拟流场的第一参数集；基于所述第一参数集，经过预设处理方法，确定描述流体运动的初始离散非线性方程组；基于所述第一参数集，利用牛顿线性搜索法对所述初始离散非线性方程组进行处理，得到所述待模拟流场的模拟参数集；基于所述模拟参数集确定所述待模拟流场的模拟结果
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一参数集，经过预设处理方法，确定描述流体运动的初始离散非线性方程组，包括：获取初始
Navier
‑
Stokes
方程组；对所述待模拟流场进行网格划分，并基于所述第一参数集和所述初始
Navier
‑
Stokes
方程组，确定描述流体运动的所述初始离散非线性方程组
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述待模拟流场进行网格划分，并基于所述第一参数集和所述初始
Navier
‑
Stokes
方程组，确定描述流体运动的所述初始离散非线性方程组，包括：基于所述第一参数集，利用人工可压缩方法对所述初始
Navier
‑
Stokes
方程组进行处理，得到描述流体运动的
Navier
‑
Stokes
控制方程组；对所述待模拟流场进行网格划分，并利用有限体积法，将所述
Navier
‑
Stokes
控制方程组在所述待模拟流场的网格上进行离散，得到描述流体运动的所述初始离散非线性方程组
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一参数集，利用牛顿线性搜索法对所述初始离散非线性方程组进行处理，得到所述待模拟流场的模拟参数集，包括：获取所述待模拟流场的第二参数集；基于所述第一参数集，对所述初始离散非线性方程组进行求解，得到方程组解集；基于所述第二参数集和所述方程组解集，利用所述牛顿线性搜索法对所述初始离散非线性方程组进行处理，得到所述待模拟流场的所述模拟参数集
。5.
一种流场模拟装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块，用于获取待模拟流场的第一参数集；第一处理模块，用于基于所述第一参数集，经过预设处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：王孟书，杨超，罗昊，
申请(专利权)人：北京大学长沙计算与数字经济研究院，
类型：发明
国别省市：