[发明专利]一种基于对称方向场的三维翼面四边形网格自动生成方法

权利要求书

1.一种基于对称方向场的三维翼面四边形网格自动生成方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：导入三维翼型的截面形状参数，设定空间几何参数，计算生成控制点，并基于控制点获取B样条三维几何模型；

步骤S2：针对获取的三维翼型B样条几何模型，通过采样点离散化生成三维翼型三角网格，并提取所述三角网格中的前缘、后缘和翼尖的离散化曲线特征；

步骤S3：根据生成的三维翼型三角网格，计算曲线特征约束下的对称方向场，通过优化参数化梯度和方向场的误差得到三角网格的参数化映射，利用libQEx软件提取参数化坐标得到四边形网格。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，设定空间几何参数具体包括：设定包括翼根弦长、翼尖弦长、前缘后掠角、半翼展和后缘厚度在内的空间集合参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，基于控制点获取B样条三维几何模型的算法流程包括：

步骤S1-1：导入NACA翼型描述格式的三维翼型截面形状参数文本文件，根据后缘厚度设置截面翼型上沿和下沿中的后缘点，接着对上下沿靠近后缘点线性插值，使得前缘到后缘钝面之间平滑过渡，生成具有后缘钝面的截面翼型；

步骤S1-2：将三维翼型截面分为上下沿两部分，将其包含的翼型二维点作为控制点分别生成3阶B样条上沿曲线和下沿曲线；

步骤S1-3：分别对上沿曲线和下沿曲线进行等数目均匀采样，使得上下沿采样点一一对应；

步骤S1-4：根据翼根弦长、翼尖弦长、前缘后掠角和半翼展，计算翼尖相对翼根偏移；使用上一步骤S1-3中的二维上下沿采样点创建三维翼型翼根上沿控制点、翼根下沿控制点、翼尖上沿控制点和翼尖下沿控制点，其中上下沿、翼根与翼尖的控制点具有一一对应关系；组合上沿控制点为上翼面控制点，组合下沿控制点为下翼面控制点，选择所有控制点中位于后缘钝面的四个点组成后缘钝面控制点；

步骤S1-5：创建节点向量，设置上下翼面B样条曲面u方向为机翼弦长方向，v方向为翼展方向，阶数为3×1，创建上翼面和下翼面B样条曲面；设置后缘钝面B样条曲面u方向为机翼厚度方向，v方向为翼展方向，阶数为1×1，创建后缘钝面B样条曲面；

步骤S1-6：根据上下翼面控制点计算平均水平方向向量和竖直方向向量，进而计算上下翼尖面控制点；

步骤S1-7：设置上下翼尖面B样条曲面u方向为机翼弦长方向，v方向为机翼厚度方向，阶数为3×3，创建上下翼尖面B样条曲面。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，针对获取的三维翼型B样条几何模型，通过采样点离散化生成三维翼型三角网格，并提取所述三角网格中的前缘、后缘和翼尖的离散化曲线特征，其具体步骤包括：

步骤S2-1：设置三角网格目标边长度；

步骤S2-2：根据三角网格目标边长度计算累计长度函数和边缘累计面积函数，分别根据计算所得的累计长度函数和边缘累计面积函数在表面边界曲线上和曲面内部生成均匀采样点；

步骤S2-3：根据生成的采样点，利用Delaunay剖分获得三维翼型三角网格，并提取前缘、后缘和翼尖的离散化曲线特征。