[发明专利]一种新型结构网格生成方法

说明书

本发明提供了一种新型结构网格生成方法，本发明以已有的Delaunay三角化技术为基础来生成结构网格。首先，读入模型数据，取得计算区域的离散点集和边界信息；其次，对计算区域进行Delaunay三角剖分；然后，利用三角网格生成过渡网格：优化的Voronoi图；最后判断过渡网格单元类型，采用中心圆方法对网格单元进行剖分，生成结构化网格。本发明可以实现复杂区域的结构网格自动生成，并且拥有较高的计算精度，与传统方法相比减少了对人的依赖。Delauny三角化技术是一种比较成熟的非结构网格剖分技术，针对复杂区域能实现高效、快速的生成自适应和局部加密的高质量网格。本方法采用了三角化网格作为背景网格，因此也能够实现网格的自适应和局部加密。

技术领域

本发明涉及的是计算流体力学（简称CFD）的前处理结构网格生成技术领域，尤其是一种新型结构网格生成方法。

背景技术

二维复杂外形的结构网格自动生成一直是阻碍CFD工程应用的瓶颈问题之一。传统的结构网格生成方法针对简单区域能够生成高质量的单块结构网格，但是随着科学技术的发展，需要求解越来越复杂精细的模型，传统的方法只能是将复杂区域先进行分区，然后分别生成网格，不同区域之间的网格拼接很麻烦，网格生成过度依赖人工控制，非常浪费时间。而实际的CFD工程应用中，往往希望便捷、高效地生成高质量的结构网格，但目前尚未有一种有效的方法能自动地生成高质量的结构网格。

发明内容

本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种新型结构网格生成方法，采用本发明方法可以实现快速在二维复杂外形计算域生成结构网格，自动化程度高、效率快，生成的网格计算精度高。

本方案是通过如下技术措施来实现的：

一种新型结构网格生成方法，其特征是：包括有以下步骤：

步骤一、读入模型数据，取得计算区域离散点集和边界信息；

步骤二、对计算区域进行Delaunay三角剖分，生成三角化网格；

步骤三、利用背景网格生成优化的Voronoi图；

步骤四、判断优化的Voronoi图内的网格单元类型，采用中心圆方法对网格单元进行剖分，生成结构化网格。

作为本方案的优选：步骤二的三角化网格的生成方法为：

（1）、输入计算区域离散点集和边界信息，构造一个超级三角形，包含所有离散点，放入三角形链表；

（2）、将点集中的离散点依次插入，在三角形链表中找出外接圆包含插入点的三角形，称为该点的影响三角形；删除影响三角形的公共边，将输入点同影响三角形的全部顶点连接起来，完成一个Delaunay三角形链表中的插入；

（3）、根据优化准则对局部新形成的三角形优化，将形成的三角形放入Delaunay三角形链表；

（4）、循环执行上述步骤（2）和（3），直到所有散点插入完毕，完成三角化网格生成。

作为本方案的优选：步骤三的优化的Voronoi图的生成方法为：

（5）、输入三角化网格，依次遍历三角形链表，计算三角形外心，当为钝角三角形或直角三角形时，计算三角形的形心；

（6）、依次遍历平面点集，判断是否为边界点，如果是则执行步骤（8）；否则执行步骤（7）；

（7）、搜索三角形链表，找到顶点包含该点的所有三角形，按照顺时针依次连接外心或形心，生成优化的Voronoi图单元；

（8）、针对边界点，找到包含该点的三角形和边界边，计算出边界边中点，按照顺时针依次连接边界边中点和外心或形心，生成优化的Voronoi图单元；