一种粘性笛卡尔网格生成方法、设备、介质及系统与流程

本发明涉及网格生成领域，更为具体的，涉及一种粘性笛卡尔网格生成方法、设备、介质及系统。

背景技术：

1、现有的笛卡尔网格生成与流场解算一体化方法已经成为快速获取飞行器气动参数的有效手段。然而目前的笛卡尔网格生成方法不能生成附面层网格，不能求解粘性流场，不能满足复杂飞行器设计对气动参数计算精度的要求，尤其是摩擦阻力的计算精度。

2、在国内已公开发表的文献中，还没有粘性笛卡尔网格生成方法的相关研究。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种粘性笛卡尔网格生成方法、设备、介质及系统，适合笛卡尔网格的粘性边界层网格自动生成，建立了基于多部件表面网格adt数据结构和用户自定义自适应加密策略的动态数据管理机制等。

2、本发明的目的是通过以下方案实现的：

3、一种粘性笛卡尔网格生成方法，包括以下步骤：

4、s1，读入模型几何数据和网格生成控制参数，生成模型表面三角形的adt存储数据结构；

5、s2，根据所述网格生成控制参数进行初始网格生成，建立单元连接关系；

6、s3，标记与几何外形相交的网格单元和缓冲网格单元，各向同性加密与几何外形相交的网格单元和缓冲网格单元，达到自适应加密次数后停止加密；

7、s4，标记曲率自适应网格单元和缓冲网格单元，各向同性加密曲率自适应网格单元和缓冲网格单元，达到自适应加密次数后停止加密；

8、s5，若指定区域加密，则标记与指定区域相交的网格单元和缓冲网格单元，各向同性加密与指定区域相交的网格单元和缓冲网格单元，达到自适应加密次数后停止加密；

9、s6，标记与几何外形相交的网格单元，删除与几何外形相交的网格单元；

10、s7，标记在几何外形内部的网格单元，删除在几何外形内部的网格单元；

11、s8，采用拉普拉斯函数光滑前锋面；

12、s9，采用最近点投影方法将光滑后的前锋面投影到几何外形表面生成物面网格；

13、s10，优化物面网格质量；

14、s11，沿切向剖分物面网格指定层数生成粘性边界层网格；

15、s12，输出生成的网格。

16、进一步地，在步骤s1中，所述生成模型表面三角形的adt存储数据结构，具体包括如下子步骤：

17、1）构建表面三角形的最小包围盒，并将包围盒转换为六维空间中的点；

18、2）构建六维空间中二叉树节点与空间区域的一一对应；

19、3）将表面三角形对应的六维空间中的点插入到二叉树中。

20、进一步地，在步骤s3中，所述标记与几何外形相交的网格单元和缓冲网格单元，具体采用分离轴方法标记与几何外形相交的网格单元和缓冲网格单元。

21、进一步地，在步骤s6中，所述标记与几何外形相交的网格单元，具体采用分离轴方法标记与几何外形相交的网格单元。

22、进一步地，在步骤s7中，所述标记在几何外形内部的网格单元，具体采用染色方法标记在几何外形内部的网格单元。

23、进一步地，在步骤s8中，所述采用拉普拉斯函数光滑前锋面，具体采用弹簧松弛算法光滑前锋面。

24、进一步地，在步骤s10中，所述优化物面网格质量，具体包括如下子步骤：

25、1）采用二面角作为判据，搜索出几何外形表面具有凹凸特征的区域，并存储二面角小于阈值的三角形对；

26、2）将落在凹凸特征区域内某个三角形内的投影点修正到该三角形的某条边的中点上，从而保证凹凸特征得以保留。

27、一种粘性笛卡尔网格生成设备，包括处理器和存储器，在存储器中存储有程序，当程序被处理器加载时执行如上任一项所述的粘性笛卡尔网格生成方法。

28、一种计算机可读存储介质，在可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行如上任一项所述的粘性笛卡尔网格生成方法。

29、一种粘性笛卡尔网格生成系统，包括如上所述的粘性笛卡尔网格生成设备。

30、本发明的有益效果包括：

31、（1）本发明提出了一种适合笛卡尔网格的粘性边界层网格自动生成方法。该方法建立了基于多部件表面网格adt数据结构和用户自定义自适应加密策略的动态数据管理机制，还为本领域贡献了一种新的快速迭代近似求解方法来求解点到表面网格的最近距离。

32、（2）利用本发明开发了一套控制参数精简、功能完善、使用方便、性能可靠、完全自动化的三维自适应粘性笛卡尔网格生成软件。

技术特征：

1.一种粘性笛卡尔网格生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的粘性笛卡尔网格生成方法，其特征在于，在步骤s1中，所述生成模型表面三角形的adt存储数据结构，具体包括如下子步骤：

3.根据权利要求1所述的粘性笛卡尔网格生成方法，其特征在于，在步骤s3中，所述标记与几何外形相交的网格单元和缓冲网格单元，具体采用分离轴方法标记与几何外形相交的网格单元和缓冲网格单元。

4.根据权利要求1所述的粘性笛卡尔网格生成方法，其特征在于，在步骤s6中，所述标记与几何外形相交的网格单元，具体采用分离轴方法标记与几何外形相交的网格单元。

5.根据权利要求1所述的粘性笛卡尔网格生成方法，其特征在于，在步骤s7中，所述标记在几何外形内部的网格单元，具体采用染色方法标记在几何外形内部的网格单元。

6.根据权利要求1所述的粘性笛卡尔网格生成方法，其特征在于，在步骤s8中，所述采用拉普拉斯函数光滑前锋面，具体采用弹簧松弛算法光滑前锋面。

7.根据权利要求1所述的粘性笛卡尔网格生成方法，其特征在于，在步骤s10中，所述优化物面网格质量，具体包括如下子步骤：

8.一种粘性笛卡尔网格生成设备，其特征在于，包括处理器和存储器，在存储器中存储有程序，当程序被处理器加载时执行如权利要求1~7任一项所述的粘性笛卡尔网格生成方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，在可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行如权利要求1~7任一项所述的粘性笛卡尔网格生成方法。

10.一种粘性笛卡尔网格生成系统，其特征在于，包括如权利要求8所述的粘性笛卡尔网格生成设备。

技术总结
本发明公开了一种粘性笛卡尔网格生成方法、设备、介质及系统，属于网格生成领域，包括步骤：建立基于多部件表面网格ADT数据结构和用户自定义自适应加密策略的动态数据管理机制，利用快速迭代近似求解方法来求解点到表面网格的最近距离。本发明适合笛卡尔网格的粘性边界层网格自动生成，建立了基于多部件表面网格ADT数据结构和用户自定义自适应加密策略的动态数据管理机制。

技术研发人员：陈波,陈浩,黄江涛,庞宇飞,刘杨,王子维,郭永恒,毕林
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：2024/1/22