[发明专利]结构网格动网格技术用于非结构网格流场求解器的方法

说明书

本发明提供了一种结构网格动网格技术应用于非结构网格流场求解器的方法，包括以下步骤：在合理拓扑结构设计基础上，采用代数法与椭圆型方程优化相结合生成初始外形结构网格；分别输出结构网格形式文件和非结构网格形式文件；建立非结构网格点和结构网格点的对应关系，确定每个非结构网格点对应的结构网格点序号；对于边界变形情况，运用结构网格动网格技术更新网格，根据对应关系得到新的非结构网格用于非结构网格流场求解器计算。该方法通过将高效鲁棒的结构网格动网格方法应用于非结构网格流场求解器，提高了非结构网格流场求解器在处理边界运动问题时的效率和能力。

技术领域

本发明涉及一种计算流体力学技术领域的方法，具体讲涉及一种结构网格动网格技术用于非结构网格流场求解器的方法。

背景技术

计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics)是通过计算机数值计算和图象显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。它可以看作是流动基本方程控制下对流动的数值模拟，通过这种数值模拟可以得到极其复杂问题的流场内各个位置上的基本物理量，以及这些物理量随时间的变化情况，并可以进行优化设计。采用CFD求解控制方程时，都是想办法将控制方程在空间区域上进行离散，然后求解得到离散方程组。要想在空间域上离散控制方程，必须使用网格，现在已经发展出多种对各种区域进行离散以生成网格的方法，统称网格生成技术。

网格主要分为结构网格和非结构网格两大类，它们的区别在于节点位置能否用固定的法则有序地命名。结构网格比非结构网格捕捉附面层流动方面更精确，尤其是在高雷诺数的情况下。CFD流场求解器也可分为结构网格流场求解器和非结构网格求解器，但结构网格可以输出为非结构网格形式用于非结构网格流场求解器。含边界运动的非定常流动问题在航空航天领域普遍存在，如飞机机翼的静态变形、颤振、阵风响应等，这种情况下，需要运用动网格技术来实现求解域的运动。

动网格技术可分为非结构网格动网格技术和结构网格动网格技术，非结构网格动网格技术如弹簧法需要迭代计算，变形效率低，变形能力差，适用范围小，而结构网格动网格技术如基于扰动衰减规律的弹性变形技术变形效率高，变形能力强，适用范围广，在工程中得到了广泛使用；提高非结构网格求解器在处理边界运动问题时的效率和能力迫在眉睫。

为解决上述技术问题，本发明提供一种结构网格动网格技术用于非结构网格流场求解器的方法。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种结构网格动网格技术用于非结构网格流场求解器的方法。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种结构网格动网格技术用于非结构网格流场求解器的方法，所述方法包括以下步骤：

I、在合理拓扑结构设计基础上，生成初始外形结构网格；

II、根据所述初始外形结构网格，分别输出非结构网格形式文件和结构网格形式文件；

III、建立非结构网格点和结构网格点的对应关系，确定每个非结构网格点对应的结构网格点序号；

IV、针对网格边界变形情况，运用结构网格动网格技术更新网格，根据对应关系得到新的非结构网格用于非结构网格流场求解器计算。

优选地，所述步骤I中，采用代数法和椭圆形方程相结合的方法生成初始外形结构网格。

优选地，所述步骤III包括以下步骤：

S301、找出所述非结构网格形式文件中每个非结构网格点对应的所述结构网格形式文件中结构网格点的序号(b,i,j,k)；

其中，b表示结构网格点所在的网格块号，i,j,k表示网格点在网格块三个方向的序号；