流体网格的耦合计算方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

技术编号：40068552 阅读：7 留言：0更新日期：2024-01-16 23:48

本申请涉及一种流体网格的耦合计算方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：获取流体域的流体网格以及流体网格的物理参数，根据物理参数分别构建目标动量方程、目标能量方程以及目标压力方程，在根据物理参数构建各个方程的过程中，能够通过采用迎风格式或高阶差分格式对目标动量方程进行离散，以获得目标压力方程，然后对目标动量方程、目标能量方程以及目标压力方程进行耦合，生成针对流体网格的耦合方程，采用耦合方程对流体域的各个流体网格进行求解，输出分布信息。本申请提供的方案，能够避免各个方程之间来回迭代和校对的问题，从而减少网格计算的时间，进一步提高网格计算的效率和准确度。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及流体仿真计算，尤其涉及流体网格的耦合计算方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

1、流体计算广泛存在于核能、航空航天、航海、芯片，建筑的hvac(heating，ventilation and air conditioning，供热通风与空气调节)等
中，利用数值方法求解流动问题，能够有效地预测流体流动过程中的流动与传热特性，流体计算具有广泛的应用场景。

2、在相关技术中，ns(navier-stokes equations，纳维-斯托克斯方程)计算主要是同时对包含动量、能量及压力的方程进行计算，通常会先计算流体域内的动量方程和能量方程，然后基于动量方程得到的速度参数逼近压力方程，从而保证方程的连续性特征。这种先算一个方程，然后将该方程的物理量重新代入至下一个方程，令几个方程互相地来回迭代、校对的计算方式不仅方程的收敛速度慢，而且容易造成计算上的误差以及计算效率低下等问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种流体网格的耦合计算方法、装置、设备及存储介质，以解决或者部分解决相关流体计算方式存在计算误差大和计算效率低下的问题。

2、本申请第一方面提供一种流体网格的耦合计算方法，包括：

3、获取流体域的流体网格以及所述流体网格的物理参数；

4、根据所述物理参数分别构建目标动量方程、目标能量方程以及目标压力方程；

5、对所述目标动量方程、所述目标能量方程以及所述目标压力方程进行耦合，生成针对所述流体网格的耦合方程；</p>

6、采用所述耦合方程对所述流体域的各个流体网格进行求解，输出分布信息。

7、在一种可选的实例中，所述物理参数至少包括速度参数和温度参数，所述获取流体域的流体网格以及所述流体网格的物理参数，包括：

8、建立针对所述流体域的数值仿真模型，采用所述数值仿真模型对所述流体域进行网格划分，获得若干个流体网格；

9、采用预设物理公式计算所述流体网格的速度参数和温度参数。

10、在一种可选的实例中，所述根据所述物理参数分别构建目标动量方程、目标能量方程以及目标压力方程，包括：

11、将所述速度参数代入至预设动量公式，获得所述目标动量方程，并对所述目标动量方程进行离散化，获得所述目标压力方程；

12、将所述温度参数代入至预设能量公式，获得所述目标能量方程。

13、在一种可选的实例中，所述对所述目标动量方程进行离散化，获得所述目标压力方程，包括：

14、对所述目标动量方程进行离散化，获得与所述目标动量方程对应的速度离散公式；

15、从所述速度离散公式中提取速度系数，并构建与所述速度离散公式对应的余量公式；

16、采用所述余量公式和所述速度离散公式联立计算所述目标压力方程的压力系数，所述压力系数用于构建所述目标压力方程。

17、在一种可选的实例中，所述耦合方程包括所述目标动量方程的速度系数，所述目标能量方程的温度系数以及所述目标压力方程的压力系数，所述采用所述耦合方程对所述流体域的各个流体网格进行求解，输出分布信息，包括：

18、获取预设矩阵的系数位置；

19、按照所述系数位置将所述耦合方程中的速度系数、温度系数以及压力系数置于所述预设矩阵中，生成目标矩阵；

20、对所述目标矩阵进行求解，输出所述流体域中各个所述流体网格的分布信息；

21、其中，所述分布信息用于表征所述流体网格的物理参数的变化量。

22、在一种可选的实例中，所述物理参数还包括密度参数和焓值，所述方法还包括：

23、从所述目标能量方程中获取所述流体网格的温度参数，以及从所述目标压力方程中获取所述流体网格的压力参数；通过预设密度映射关系确定与所述温度参数和所述压力参数对应的密度参数；

24、通过预设焓值映射关系确定与所述温度参数和所述压力参数对应的焓值。

25、本申请第二方面提供一种流体网格的耦合计算装置，包括：

26、流体网格获取模块，用于获取流体域的流体网格以及所述流体网格的物理参数；

27、方程构建模块，用于根据所述物理参数分别构建目标动量方程、目标能量方程以及目标压力方程；

28、耦合方程生成模块，用于对所述目标动量方程、所述目标能量方程以及所述目标压力方程进行耦合，生成针对所述流体网格的耦合方程；

29、分布信息输出模块，用于采用所述耦合方程对所述流体域的各个流体网格进行求解，输出分布信息。

30、在一种可选的实例中，所述物理参数至少包括速度参数和温度参数，所述流体网格获取模块具体用于：

31、建立针对所述流体域的数值仿真模型，采用所述数值仿真模型对所述流体域进行网格划分，获得若干个流体网格；

32、采用预设物理公式计算所述流体网格的速度参数和温度参数。

33、在一种可选的实例中，所述方程构建模块包括：

34、目标压力方程构建子模块，用于将所述速度参数代入至预设动量公式，获得所述目标动量方程，并对所述目标动量方程进行离散化，获得所述目标压力方程；

35、目标能量方程构建子模块，用于将所述温度参数代入至预设能量公式，获得所述目标能量方程。

36、在一种可选的实例中，所述对目标压力方程构建子模块具体用于：

37、对所述目标动量方程进行离散化，获得与所述目标动量方程对应的速度离散公式；

38、从所述速度离散公式中提取速度系数，并构建与所述速度离散公式对应的余量公式；

39、采用所述余量公式和所述速度离散公式联立计算所述目标压力方程的压力系数，所述压力系数用于构建所述目标压力方程。

40、在一种可选的实例中，所述耦合方程包括所述目标动量方程的速度系数，所述目标能量方程的温度系数以及所述目标压力方程的压力系数，所述分布信息输出模块具体用于：

41、获取预设矩阵的系数位置；

42、按照所述系数位置将所述耦合方程中的速度系数、温度系数以及压力系数置于所述预设矩阵中，生成目标矩阵；

43、对所述目标矩阵进行求解，输出所述流体域中各个所述流体网格的分布信息；

44、其中，所述分布信息用于表征所述流体网格的物理参数的变化量。

45、在一种可选的实例中，所述物理参数还包括密度参数和焓值，所述装置还包括：

46、参数获取模块，用于从所述目标能量方程中获取所述流体网格的温度参数，以及从所述目标压力方程中获取所述流体网格的压力参数；

47、密度参数确定模块，用于通过预设密度映射关系确定与所述温度参数和所述压力参数对应的密度参数；

48、焓值确定模块，用于通过预设焓值映射关系确定与所述温度参数和所述压力参数对应的焓值。

49、本申请第三方面提供一种电子设备，包括：

50、处理器；本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种流体网格的耦合计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理参数至少包括速度参数和温度参数，所述获取流体域的流体网格以及所述流体网格的物理参数，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述物理参数分别构建目标动量方程、目标能量方程以及目标压力方程，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述目标动量方程进行离散化，获得所述目标压力方程，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耦合方程包括所述目标动量方程的速度系数，所述目标能量方程的温度系数以及所述目标压力方程的压力系数，所述采用所述耦合方程对所述流体域的各个流体网格进行求解，输出分布信息，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理参数还包括密度参数和焓值，所述方法还包括：

7.一种流体网格的耦合计算装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述耦合方程包括所述目标动量方程的速度系数，所述目标能量方程的温度系数以及所述

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求1-6中任一项所述的方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种流体网格的耦合计算方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述物理参数分别构建目标动量方程、目标能量方程以及目标压力方程，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述目标动量方程进行离散化，获得所述目标压力方程，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耦合方程包括所述目标动量方程的速度系数，所述目标能量方程的温度系数以及所述目标压力方程的压力系数，所述采用所述耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：林春阳，刘思博，王力，王振宇，包刚强，
申请(专利权)人：安世亚太科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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