一种空间网格生成方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及流体力学领域，特别涉及一种空间网格生成方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、在流体力学（computational fluid dynamics，cfd）的网格生成领域中，空间网格的生成是计算流体力学中的重要组成部分。空间网格的良好性以及快速生成不仅可以使cfd在实践中得到广泛的应用，同时也决定了我们网格质量的好坏。

2、剪刀缝区域是在飞行器的舵面、机翼等部件结构复杂，特别是存在大偏舵、舵面缝隙出现的狭小的缝隙且呈剪刀状的数模。现有技术中，针对此类空间网格生成一般采用间接的方法生成空间网格。主要经过网格面装配；附面层推进；缝隙填充；块装配等多步操作才能对于剪刀缝生成空间网格。在这种方法中生成步骤繁琐，同时没有对剪刀缝中三角形边界的内部进行拓扑构造，生成的四边形网格质量难以保证，最后生成的空间网格质量也难以得到保证。

3、此外，也有基于重叠网格生成剪刀缝区域空间网格的方法，当然该方法也要提前对剪刀缝中三角形边界的内部进行拓扑构造，但一般来说，如何构造拓扑结构也是用户待解决的问题，重叠网格方法在网格块装配方法、改善插值和并行计算效率等方面仍需进一步研究。并且重叠网格需要使用多套网格，相比较下，大多用户还是偏向于使用单套网格，因此重叠网格方法研究剪刀缝区域也存在诸多弊端。

4、由上可见，在对剪刀缝区域生成空间网格的过程中，如何以高效的方式构建高质量网格是本领域有待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种空间网格生成方法、装置、设备及介质，提出了一种面向剪刀缝区域的拓扑构造及空间网格快速生成方式，能够以高效的方式构建高质量网格。其具体方案如下：

2、第一方面，本申请公开了一种空间网格生成方法，包括：

3、获取至少两组带有剪刀缝区域的数模数据；其中每组所述数模数据中均包含两个由网格线构造而成的三维空间三角形，且两个所述三维空间三角形所在的平面平行；

4、将每组所述数模数据中的每一所述三维空间三角形构建为三维空间四边形，并利用预设拓扑构建方法构建所述三维空间四边形的内部拓扑；

5、将全部所述数模数据对应的每一所述三维空间四边形进行连接，并对连接后生成的每一封闭四边形进行网格面装配，然后将所述网格面装配后的三维图形进行网格块装配，以生成针对所述数模数据的空间网格。

6、可选的，所述获取至少两组带有剪刀缝区域的数模数据之后，还包括：

7、对所述数模数据中的网格线进行分组，以确定多组网格线；其中，每组网格线均构造为一个三维空间三角形；

8、相应的，所述将每组所述数模数据中的每一所述三维空间三角形构建为三维空间四边形之后，还包括：

9、将构成各个所述三维空间四边形的网格线分别放入相应的网格线分组内。

10、可选的，所述将全部所述数模数据对应的每一所述三维空间四边形进行连接，包括：

11、分别连接每组所述数模数据中的两组网格线；

12、确定全部所述数模数据中每两组相邻网格线之间的距离，以确定每两组数模数据中的相邻网格线组，然后将相邻网格线组进行连接。

13、可选的，所述将每组所述数模数据中的每一所述三维空间三角形构建为三维空间四边形，包括：

14、基于每组数模数据中两个所述三维空间三角形分别对应的顶点坐标，利用预设坐标计算公式确定每组数模数据中每一三维空间三角形对应的目标点坐标；

15、分别利用每一三维空间三角形分别对应的顶点坐标与对应的目标点坐标构建每一三维空间三角形对应的三维空间四边形。

16、可选的，所述利用预设坐标计算公式确定每组数模数据中每一三维空间三角形对应的目标点坐标，包括：

17、利用基于两个所述三维空间三角形的顶点坐标之间的坐标比值关系构建的预设坐标计算公式确定每组数模数据中每一三维空间三角形对应的目标点坐标。

18、可选的，所述获取至少两组带有剪刀缝区域的数模数据，包括：

19、获取至少两组已完成边界线提取的且带有剪刀缝区域的数模数据。

20、可选的，所述利用预设拓扑构建方法构建所述三维空间四边形的内部拓扑，包括：

21、连接所述三维空间四边形的对角线，以确定每一三维空间四边形中的四个目标三角形；

22、连接每一目标三角形的重心与各边中点，以构建三维空间四边形的内部拓扑。

23、第二方面，本申请公开了一种空间网格生成装置，包括：

24、数据获取模块，用于获取至少两组带有剪刀缝区域的数模数据；其中每组所述数模数据中均包含两个由网格线构造而成的三维空间三角形，且两个所述三维空间三角形所在的平面平行；

25、拓扑构建模块，用于将每组所述数模数据中的每一所述三维空间三角形构建为三维空间四边形，并利用预设拓扑构建方法构建所述三维空间四边形的内部拓扑；

26、空间网格生成模块，用于将全部所述数模数据对应的每一所述三维空间四边形进行连接，并对连接后生成的每一封闭四边形进行网格面装配，然后将所述网格面装配后的三维图形进行网格块装配，以生成针对所述数模数据的空间网格。

27、第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括：

28、存储器，用于保存计算机程序；

29、处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述的空间网格生成方法。

30、第四方面，本申请公开了一种计算机存储介质，用于保存计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的空间网格生成方法的步骤。

31、本申请先获取至少两组带有剪刀缝区域的数模数据；其中每组所述数模数据中均包含两个由网格线构造而成的三维空间三角形，且两个所述三维空间三角形所在的平面平行；将每组所述数模数据中的每一所述三维空间三角形构建为三维空间四边形，并利用预设拓扑构建方法构建所述三维空间四边形的内部拓扑；将全部所述数模数据对应的每一所述三维空间四边形进行连接，并对连接后生成的每一封闭四边形进行网格面装配，然后将所述网格面装配后的三维图形进行网格块装配，以生成针对所述数模数据的空间网格。这样一来，本发明针对剪刀缝区域的数模结构进行了四边形构建，以及四边形内部的拓扑构建，并在连接各组数模数据后完成网格面以及网格快的装配。应用本发明的方法可节约大量生成拓扑时间以及减少构造拓扑的时间，完成了空间网格的快速生成，很大程度提升了cfd的计算精度，显著提升用户使用体验。

技术特征：

1.一种空间网格生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的空间网格生成方法，其特征在于，所述获取至少两组带有剪刀缝区域的数模数据之后，还包括：

3.根据权利要求2所述的空间网格生成方法，其特征在于，所述将全部所述数模数据对应的每一所述三维空间四边形进行连接，包括：

4.根据权利要求1所述的空间网格生成方法，其特征在于，所述将每组所述数模数据中的每一所述三维空间三角形构建为三维空间四边形，包括：

5.根据权利要求4所述的空间网格生成方法，其特征在于，所述利用预设坐标计算公式确定每组数模数据中每一三维空间三角形对应的目标点坐标，包括：

6.根据权利要求1所述的空间网格生成方法，其特征在于，所述获取至少两组带有剪刀缝区域的数模数据，包括：

7.根据权利要求1至6任一项所述的空间网格生成方法，其特征在于，所述利用预设拓扑构建方法构建所述三维空间四边形的内部拓扑，包括：

8.一种空间网格生成装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器；其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的空间网格生成方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的空间网格生成方法。

技术总结
本申请公开了一种空间网格生成方法、装置、设备及介质，涉及流体力学领域，该方法包括：获取至少两组带有剪刀缝区域的数模数据；其中每组数模数据中均包含两个由网格线构造而成的三维空间三角形，且两个三维空间三角形所在的平面平行；将每一三维空间三角形构建为三维空间四边形，并利用预设拓扑构建方法构建三维空间四边形的内部拓扑；将全部数模数据对应的每一三维空间四边形进行连接，并对连接后生成的每一封闭四边形进行网格面装配，然后将网格面装配后的三维图形进行网格块装配，以生成针对数模数据的空间网格。本发明可节约大量生成拓扑时间，实现了空间网格的快速生成，提升了CFD的计算精度。

技术研发人员：庞宇飞,张庆东,刘杨,陈浩,谢冬香,胡月凡,张勇杰,杨璐,陈超,张千一
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15