[发明专利]一种网格边构建方法

说明书

本发明提供了的一种网格边构建方法，应用于飞行器的流体力学分析中流体结构的网格边构建，包括：根据流体结构的已知网格边上的各个已知网格点的坐标值和对应的已知分布位置，确定待构建网格边上各个待构建网格点的坐标值和对应的分布位置之间满足的关系函数；根据待构建网格边的设定网格点数量和设定两端网格尺寸，利用网格点分布函数确定每个待构建网格点和对应的分布位置；根据各个分布位置和关系函数，确定对应的各个待构建网格点的坐标值进而形成待构建网格边，以便构建流体结构的网格模型并对流体结构进行流体力学分析。本申请可完成流体结构待构建网格边的自动化生成，提高流体结构网格模型的生成效率和计算流体力学等分析效率。

技术领域

本发明涉及网格模型技术领域，特别是涉及一种网格边构建方法。

背景技术

计算流体力学是一种高效、高分辨率的数值分析工具，被广泛应用于航空、航天飞行器的布局设计、故障诊断和性能评估，成为推动飞行器等领域创新和发展的重要技术之一。计算流体力学的分析软件中多使用网格化对物理系统进行离散，通过求解离散后的控制方程获取物理场状态参数的时空分布，对物理系统网格化是影响计算流体力学模拟效率和结果的关键因素。

但目前计算流体力学网格生成由于十分依赖使用者的经验而非常耗时，占用整个计算流体力学数值模拟分析周期的70%以上甚至更多，已经成为制约计算流体力学分析效率的重要技术瓶颈。因此，如何提高网格生成效率成为近几年网格生成领域的研究热点。

计算流体力学网格按照拓扑类型分为结构化网格和非结构化网格，相比非结构化网格，结构化网格具有更好的收敛特性、更高的流场分辨率、更成熟的数值方法，仍然是气动布局优化、运输机减阻设计、高超声速流动模拟等领域喜爱的网格类型。目前结构化网格已有了多种不同类型的结构化网格生成算法，大大降低了结构化网格生成的难度，如ICEMCFD、PointWise、GridPro等，对早期航空航天飞行器的发展中发挥了奠基性的作用。尽管如此，结构化网格生成仍然是一个十分耗时的过程，复杂外形结构化拓扑构建和网格分布设定是结构化网格生成当前面临的最大挑战，也是制约结构化网格高效率生成的关键瓶颈。

发明内容

本发明的目的是提供一种网格边构建方法，能够在一定程度上提升网格边生成效率，进而提升结构化网格的生成效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种网格边构建方法，应用于飞行器的流体力学分析中流体结构的网格边构建，包括：

根据流体结构的已知网格边上的各个已知网格点的坐标值以及每个所述已知网格点对应的已知分布位置，确定所述流体结构的待构建网格边上各个待构建网格点的坐标值和对应的分布位置之间满足的关系函数；其中，所述已知分布位置为对应的所述已知网格点与所述已知网格边的已知网格起点之间的网格曲线长度和所述已知网格边的网格曲线总长度之间的比值；

根据所述待构建网格边的设定网格点数量和设定两端网格尺寸，利用网格点分布函数确定每个所述待构建网格点对应的所述分布位置；

根据各个所述分布位置和所述关系函数，确定对应的各个所述待构建网格点的坐标值，并根据各个所述待构建网格点形成所述待构建网格边，以便根据所述待构建网格边构建所述流体结构的网格模型并对所述流体结构进行流体力学分析。

可选地，确定所述流体结构的待构建网格边上各个待构建网格点的坐标值和对应的分布位置之间满足的关系函数，包括：

对所述待构建网格边的起点端点和终点端点之间的距离与所述已知网格边上已知网格起点和已知网格终点之间的距离进行比值运算，获得所述待构建网格边和所述已知网格边之间的尺度比例；