[发明专利]一种基于虚拟试验平台的船体网格自动划分方法

说明书

本发明公开一种基于虚拟试验平台的船体网格自动划分方法，包括：S1根据基本信息、三维模型和型值表，识别船舶的型线、垂线及设计水线；S2根据型线、垂线及设计水线和预先定义创建信息，创建船舶的计算域；S3根据型线划分船体的曲面及船体曲面的曲率信息，生成船体面网格；S4根据船体面网格，生成用于捕捉划过船体表面的流体流动变化的边界层网格；S5基于船体面网格和边界层网格、计算域，生成包括近流场和远流场的且用于输出的船体网格。上述方法能够适应大部分船型的网格自动生成，节省了船舶CFD计算时网格生成的时间，为最终实现系统地数值优化船型奠定了基础。

技术领域

本发明涉及虚拟试验平台领域，尤其涉及一种基于虚拟试验平台的船体网格自动划分方法。

背景技术

近年来，CFD技术在船舶水动力学方面的应用日渐成熟，采用CFD技术对船舶阻力、推进、操纵性、耐波性以及船型优化等方面的研究越来越广泛，但是在采用CFD软件进行相关研究的同时，为了保证计算结果的可靠性和可信度，需要对影响数值模拟的相关因素进行深入的研究。在以有限体积法和有限元方法为基础的CFD软件中，当离散格式的截断误差确定以后，网格的疏密及其分布特性就成了决定离散误差的关键因素。

目前，虽然有研究人员对网格的自动划分展开了研究，但实际工作中仍主要采用人工设定与自动划分相结合的方式，即先由人工对几何体、网格初始条件进行设置，为此，如何实现自动划分网格，且能够保证船体表面网格的连续性，同时保证网格的质量，减少计算误差成为当前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于虚拟试验平台的船体网格自动划分方法，能够准确表达船体外流场区域的流体运动的变化，突破传统的整个计算域采用单一网格划分的限制，解决了现有网格数量大、局部网格质量差等问题。

为了达到上述的目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种基于虚拟试验平台的船体网格自动划分方法，包括：

S1、根据待仿真船舶的基本信息、三维模型和型值表，识别所述船舶的型线、垂线及设计水线；

S2、根据所述型线、垂线及设计水线和预先定义创建信息，创建所述船舶的计算域；

S3、根据所述型线划分船体的曲面及船体曲面的曲率信息，生成船体面网格；

S4、根据所述船体面网格，生成用于捕捉划过船体表面的流体流动变化的边界层网格；

S5、基于船体面网格和边界层网格、计算域，生成包括近流场和远流场的且用于输出的船体网格。

可选地，所述步骤S5包括：

基于船体面网格和边界层网格，填充体网格；

对所述计算域进行分块，生成近流场和远流场；

依据设置的不同类型和尺寸的网格，生成船体网格。

可选地，对所述计算域进行分块，生成近流场和远流场，包括：

将计算域分为船体近流场控制域和远流场控制域；近流场控制域以设计水线面、中线面和中站面为基准，向外延伸半个船宽的距离，剩余部分为远流场控制域；

远流场控制域的网格的分辨率由大到小，逐渐过渡至尾流区。

可选地，所述步骤S2包括：

S21、将所述型线中组成船体曲面的型线信息按照预先的编号规则进行处理，获得规范化的编号；

S22、判断编号后的船体是否为叠模船体；

S23、根据叠模船体的判断结果，创建所述船体的外流场计算域。

可选地，所述步骤S23包括：