[发明专利]一种飞行器流场特性的重映方法

说明书

一种飞行器流场特性的重映方法。首先读入源网格单元的已知流场变量F_i及其与目标网格单元各自的位置坐标，规定两个单元网格的顶点的编号顺序标号；其次，对源网格单元进行等参变换，在变换后的网格单元内均匀布置n个随机点，将随机点的位置坐标变化至原始坐标，获得n个源网格单元内的均匀随机网格点坐标(X_i,Y_i)，i＝1～n；判断并统计n个随机坐标点中位于目标网格单元的个数m，则源网格单元与目标网格单元的相交面积S_i其所占的统计点数比例求解出；最后，根据获得的相交面积确定目标网格单元内的流场变量F，进一步可获得飞行器整个目标网格单元下的全流场变量。

技术领域

本发明涉及一种飞行器流场特性的重映方法。

背景技术

在包含运动边界的非定常流动模拟中，边界运动导致网格随时间变化，如多体分离、机翼抖振及爆轰流动等。计算流体力学中常采用嵌套网格、自适应网格及变形网格等技术处理网格变化，其在处理过程中均需要涉及到流场信息的插值问题，即利用旧网格上的信息插值获得重构区域的流动参数，重构结果的正确性直接关系到流场的分辨能力，重构方法中网格重叠区域的切割计算非常复杂，尤其是在空间三维重映求解过程中更为复杂，其中新旧网格的相互重映关系以及相交面或体的精确求解严重影响着计算结果，并且求解复杂，其在众多研究方法中都无法回避。

现有工程上处理重叠网格的流场物理量重建多采用抛分单元方法求解，该方法需要事先确定网格相交点或相交线，求解较为复杂，尤其对于空间网格相交关系存在多种可能，这大大增加了问题求解的难度，如何在不需要确定网格相交点或相交线的情况下对飞行器流场物理量进行重建成为该问题的一大难题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，根据现有重叠网格方法下飞行器流场物理量重建的求解需要，提供了一种能够在不需要确定网格相交点或相交线的情况下实现任意重叠网格系统下飞行器流场物理量的重映方法，提高飞行器流场物理量的重映精度。

本发明的技术方案一是：一种飞行器流场特性的重映方法，包括以下步骤：

(1)读入源网格单元的已知流场变量F_i及源网格单元与目标网格单元各自的位置坐标记为原始坐标，规定两个单元网格的顶点的编号顺序标号，所述的源网格单元与目标网格单元均为二维网格；

(2)针对当前目标网格单元，依次对与当前目标网格单元相交的每个源网格单元进行等参变换，在变换后的网格单元内均匀布置n个随机点，将每个随机点ci的位置坐标重新变换至原始坐标(X_i,Y_i)，i＝1～n；n的取值一般大于5000，该值越大，精度越高。

(3)判断并统计n个随机坐标点ci中位于目标网格单元的个数m，并求解每个源网格单元与当前目标网格单元的相交面积S_i；

(4)根据获得的相交面积确定当前目标网格单元内的流场变量F；

(5)对每一个目标网格单元重复(2)～(4)步骤，则可得到飞行器整个目标网格单元下的流场变量；

所述的目标网格单元为待求解流场信息量的新网格单元，源网格单元为已知流场信息的网格单元。

本发明的技术方案二是：一种飞行器流场特性的重映方法，包括以下步骤：

(1)读入源网格单元的已知流场变量F_i及源网格单元与目标网格单元各自的位置坐标记为原始坐标，所述的源网格单元与目标网格单元均为三维网格；