一种三维各向异性网格尺寸场光滑化方法及系统技术方案

技术编号:46612792 阅读:0 留言:0更新日期:2025-10-14 21:10
本发明专利技术公开了一种三维各向异性网格尺寸场光滑化方法及系统;所述方法为:生成背景网格;对背景网格的每个节点分别设置各向异性的度量张量;建立网格单元中任意点的度量张量梯度约束。根据度量张量梯度约束针对每个网格单元分别进行校验。对不满足度量张量梯度约束的网格单元中各节点度量张量进行修改,直到所有网格单元均满足度量张量梯度约束。本发明专利技术将尺寸场存储在非结构化四面体节点中,用度量张量场来定义尺寸场;将尺寸场梯度约束构建为一个非线性的凸优化问题,该优化问题存在全局最优解;该解可以在整个计算域内得到光滑的尺寸场过渡,同时使得尺寸场的改变值最小,实现对各向异性四面体网格的平滑优化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数值模拟,具体涉及一种三维各向异性网格尺寸场光滑化方法及系统


技术介绍

1、计算流体力学已经成为科学和工程界分析流体流动的物理特性和行为不可或缺的工具。许多流动问题中,在计算域的某些局部区域内存在各向异性的物理现象,其中一个方向上的物理量变化比另一个方向上的物理量变化更显著,如激波、边界层、火焰锋面等。将计算流体力学应用于此类现象模拟的一个突出问题是如何自动创建高质量的网格以离散计算域。为了提高求解精度以及捕捉高曲率的物理现象,需要在这些区域内生成更高密度的网格节点。然而,如果在每个轴向上都采用高密度的网格节点,网格的数量将会很大,导致巨大的计算负担。对于这种情况,一个很好的选择是使用自适应大长宽比网格。这样的各向异性网格可以在求解精度和计算效率之间取得良好的平衡。

2、尺寸、形状和取向是决定各向异性网格特性的因素,这些因素可以通过n维对称正定矩阵来定义,该矩阵称为度量张量。为了获得一个区域内的各向异性网格,通常先在该区域内的背景网格节点上离散地定义一个度量张量场,该度量张量场可以通过几何因素或流场解的先验知识来定义。例如,为了本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种三维各向异性网格尺寸场光滑化方法;其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种三维各向异性网格尺寸场光滑化方法,其特征在于:网格单元内部任意点的对数度量张量在网格单元内的梯度为常数,表达式为:

3.根据权利要求1所述的一种三维各向异性网格尺寸场光滑化方法,其特征在于:以所有节点的对数度量张量调整前后差值的平方和最小化为优化目标,进行各节点度量张量的修改。

4.根据权利要求1所述的一种三维各向异性网格尺寸场光滑化方法,其特征在于:所述度量张量  为三阶对称正定矩阵,基于节点在三个正交方向上对应的长度参数构建。

5.根据权利要求1所...

【技术特征摘要】

1.一种三维各向异性网格尺寸场光滑化方法;其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种三维各向异性网格尺寸场光滑化方法,其特征在于:网格单元内部任意点的对数度量张量在网格单元内的梯度为常数,表达式为:

3.根据权利要求1所述的一种三维各向异性网格尺寸场光滑化方法,其特征在于:以所有节点的对数度量张量调整前后差值的平方和最小化为优化目标,进行各节点度量张量的修改。

4.根据权利要求1所述的一种三维各向异性网格尺寸场光滑化方法,其特征在于:所述度量张量  为三阶对称正定矩阵,基于节点在三个正交方向上对应的长度参数构建。

5.根据权利要求1所述的一种三维各向异性网格尺寸场光滑化方法,其特征在于:所述度量张量  在正交框架中对角化为 ;矩阵的各列对应度量张量矩阵  的各特征向量;对角矩阵  由度量张量  的严格正特征值构成;所述节点的度量张量的几何意义为描述一个椭球体;椭球体三个主方向上半轴的长度。

6.根据权利要求1所述的一种三维各向...

【专利技术属性】
技术研发人员:肖周芳毛鹏宇
申请(专利权)人:杭州电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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