【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多场耦合计算的数据传递方法领域，特别涉及一种基于表面法向量修正的反距离权重数据插值方法。
技术介绍
1、飞行器的流/固/热耦合分析通常离不开气动力/热/结构的多场耦合分析计算，多场耦合分析计算通过各自物理场的求解，并且在各物理场的求解器之间进行数据插值来实现耦合计算的驱动。在各物理场的压力、热流、温度等数据传递的过程中常用的方法包括径向基函数方法、cvt方法和反距离权重方法等。其中反距离权重方法由于插值过程中不需要任何网格点的数据单元连接信息且计算代价小，在工程实践中得到了广泛应用。
2、反距离权重方法的基本原理是选择待插值点距离最近的固定数目的已知数据点，根据待插值点和已知数据点之间的距离确定插值的系数进而完成数据的插值。因而最近距离点的确定直接决定了插值的精度。在工程实践中发现在进行翼/舵面、缝隙、舱内密排翅片等狭长结构数据插值的过程中，最近距离点的选取会出现误差。例如对于薄的翼面结构，在寻找上翼面待插值点的若干最近距离点时，有很大可能性会选择到下翼面的数据点，进而带来插值的误差。
技术实现思路
1、为了解决飞行器翼/舵面、缝隙、舱内密排翅片等结构在进行多场耦合采用反距离权重插值时的选点问题，本专利技术提出了一种通过结构表面法向量对插值过程进行修正的方法。该专利的出发点是通过引入结构表面法向量，将插值点的选取限制在与待插值点表面法向量的一定方位范围内，从而避免寻点时穿透结构导致的错误，提高数据插值精度。
2、本专利技术采用的技术方案如下：一
3、步骤1、针对固定的飞行器翼/舵面、缝隙、舱内密排翅片结构，获取其已知物理量的数据点集合、已知物理量的数据点对应的表面法向量以及已知物理量的数据点对应的物理量值；获取待插值的数据点集合以及待插值的数据点对应的表面法向量；
4、步骤2、对于任一待插值数据点，计算获得的已知物理量的数据点对应表面法向量与该待插值数据点的表面法向量的夹角；
5、步骤3、筛选夹角小于最大允许夹角的所有已知物理量的数据点，得到筛选后的已知物理量的数据点集合；
6、步骤4、循环遍历筛选后的已知物理量的数据点集合，找到距离最近的点及对应的物理量值，计算待插值数据点到距离最近的点的距离的平方；
7、步骤5、根据待插值数据点到距离最近的点的距离的平方计算得到该待插值数据点的物理量；
8、步骤6、重复步骤2~5完成所有数据点的插值，完成固定的飞行器翼/舵面、缝隙、舱内密排翅片结构多场耦合。
9、进一步的，所述步骤1中已知物理量的数据点表示为集合{|}，为已知物理量数据点总数，为第i个已知物理量的数据点的x轴、y轴、z轴坐标值，已知物理量的数据点对应的表面法向量表示为{|}，已知物理量的数据点对应的物理量值表示为{|}；待插值的数据点表示为集合{|}，为第j个待插值数据点的x轴、y轴、z轴坐标值，为待插值数据点总数，待插值的数据点对应的表面法向量表示为{|}。
10、进一步的，所述步骤2中，夹角的计算方法为：
11、
12、其中，夹角取值范围为，{|}。
13、进一步的，所述步骤3具体包括：设置最大允许夹角，筛选出夹角满足的所有已知物理量的数据点，记为筛选后的已知物理量的数据点集合{|}，为第k个筛选后的数据点的x轴、y轴、z轴坐标值，表筛选后的已知物理量的数据点总数，对应的物理量值表示为{|}。
14、进一步的，所述步骤4具体包括：循环遍历筛选后的已知物理量的数据点集合，找到最近距离的个点集合{|}，以及对应的物理量值{|}，计算待插值数据点到这个点的距离的平方，计算表达式为：
15、
16、其中，表示待插值数据点到第m个点的距离的平方。
17、进一步的，所述步骤5中，待插值数据点的物理量计算方法为：
18、
19、其中，表示第j个待插值数据点的物理量。
20、与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本专利技术可以通过引入结构表面法向量，将插值点的选取限制在与待插值点表面法向量的一定方位角范围内，解决反距离权重数据插值过程中的错误选点问题，提高数据插值精度。
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1.一种基于表面法向量修正的反距离权重数据插值方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于表面法向量修正的反距离权重数据插值方法，其特征在于，所述步骤1中，已知物理量的数据点表示为集合{|}，为已知物理量数据点总数，为第i个已知物理量的数据点的x轴、y轴、z轴坐标值，已知物理量的数据点对应的表面法向量表示为{|}，已知物理量的数据点对应的物理量值表示为{|}，待插值的数据点表示为集合{|}，为第j个待插值数据点的x轴、y轴、z轴坐标值，为待插值数据点总数，待插值的数据点对应的表面法向量表示为{|}。
3.根据权利要求2所述的基于表面法向量修正的反距离权重数据插值方法，其特征在于，所述步骤2中，夹角的计算方法为：
4.根据权利要求3所述的基于表面法向量修正的反距离权重数据插值方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：设置最大允许夹角，筛选出夹角满足的所有已知物理量的数据点，记为筛选后的已知物理量的数据点集合{|}，为第k个筛选后的数据点的x轴、y轴、z轴坐标值，表筛选后的已知物理量的数据点总数，对应的物理量值表示为{|}。
5.
6.根据权利要求5所述的基于表面法向量修正的反距离权重数据插值方法，其特征在于，所述步骤5中，待插值数据点的物理量计算方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于表面法向量修正的反距离权重数据插值方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于表面法向量修正的反距离权重数据插值方法，其特征在于，所述步骤1中，已知物理量的数据点表示为集合{|}，为已知物理量数据点总数，为第i个已知物理量的数据点的x轴、y轴、z轴坐标值，已知物理量的数据点对应的表面法向量表示为{|}，已知物理量的数据点对应的物理量值表示为{|}，待插值的数据点表示为集合{|}，为第j个待插值数据点的x轴、y轴、z轴坐标值，为待插值数据点总数，待插值的数据点对应的表面法向量表示为{|}。
3.根据权利要求2所述的基于表面法向量修正的反距离权重数据插值方法，其特征在于，所述步骤2中，夹角的计算方法为：
4.根据权利要求3所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱言旦，曾磊，蒋波，刘深深，刘骁，沈斌贤，张昊元，李睿智，魏东，桂业伟，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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