[发明专利]一种拓扑驱动的平面流场流线放置方法

权利要求书

1.一种拓扑驱动的平面流场流线放置方法，其特征在于实现步骤如下：

步骤一、对于给定的平面流场，构造一个刚好覆盖该平面流场的矩形控制网格；初始时刻每个网格单元都是空白的，其计数值为零；

步骤二、检测流场中流速为零的临界点；

步骤三、根据临界点Jacobian矩阵的特征值，对临界点进行分类；

步骤四、针对临界点中一个或一个以上的马鞍点，得到与马鞍点关联的极限流线；临界点和极限流线一起构成整个流场的拓扑骨架；

步骤五、选取步骤四中的极限流线作为初始流线，将其放置到原始平面流场中；同时，将步骤一中得到矩形控制网格叠加在原始平面流场上，并根据初始流线的位置更新矩形控制网格中相关单元的计数值，即初始流线所涉及的每个控制网格单元的计数值就加1；放置初始流线后，整个原始平面流场将被分割成不同的拓扑区域；同时，整个控制网格也被分割成计数值为零或非零的连续区域，计数值为零的连续区域称为空白连续区域，每个空白连续区域对应一个拓扑区域；其中，本发明针对计数值为零的空白连续区域进行进一步处理；

步骤六、在控制网格中任意选取一个空白连续区域，计算该连续区域所有空白网格单元的中心坐标的平均值，将其作为一个新的坐标点，如果该点位于连续区域内，则选择该点为连续区域中心，否则分别计算过该点的水平直线和垂直直线与连续区域相交的线段，选取其中最长线段的中点作为连续区域的中心点；

步骤七、选择步骤六中得到的连续区域中心点作为流线种子点，得到经过该点的流线；

步骤八、将步骤七中得到的流线作为新流线放置到原始平面流场中；同时更新新流线所涉及的控制网格单元的计数值；如果新流线到达拓扑区域边界，或者新流线所涉及的控制网格单元计数值达到计数上限值，该新流线的延续过程就终止；新流线放置后，原来在控制网格中所选择的空白连续区域将被分割成0个、1个或者是2个更小的空白连续区域；

步骤九、重复步骤六、七和八，直到控制网格中所有空白连续区域的大小都低于某一预先设定的值；

步骤十、最后，完成整个原始平面流场的流线放置。

2.根据权利要求1所述的一种拓扑驱动的平面流场流线放置方法，其特征在于：在步骤一中的网格单元的大小可根据实际需要设定；同时将每个网格单元看作计数器，为其设定一个计数上限值。

3.根据权利要求1所述的一种拓扑驱动的平面流场流线放置方法，其特征在于：步骤二中，临界点的检测方法包括但不限于双线性插值的方法。

4.根据权利要求1所述的一种拓扑驱动的平面流场流线放置方法，其特征在于：步骤三中，临界点的类别包括但不限于马鞍点。