[发明专利]一种显式嵌套网格装配方法、装置及存储介质

说明书

一种显式嵌套网格装配方法、装置及存储介质，所述方法包括步骤：获取部件网格的网格信息；获取所述部件网格中各网格单元的壁面距；挖去物面内所有背景网格的网格单元；向外推进所述网格单元中的洞边界单元；获取各所述网格单元的贡献单元；根据所述洞边界单元和所述贡献单元进行网格单元分类；获取所述部件网格在重叠区域中的插值关系；根据所述插值关系传递流场信息。本申请采用改进的洞映射法，在挖洞过程中减少了计算机内存的占用；挖洞后再采用相邻单元搜索法进行贡献单元的搜索，有效减少了搜索次数，提高了搜索效率；减少贡献单元搜索次数和挖洞时网格单元内存占用，解决了具有多体相对运动的非定常扰流数值模拟问题。

技术领域

本发明属于流体力学数值模拟技术领域，具体涉及一种显式嵌套网格装配方法、装置及存储介质。

背景技术

在计算流体力学领域，具有复杂外形结构和多体相对运动流场数值模拟是经常遇到的一类问题，比如战斗机外挂物投放、子母弹分离和直升机旋翼运动等。在这类问题中，部件间具有大幅度的相对运动，存在较强的气动干扰，且物体受到的气动干扰往往是非线性和非定常的，对物体的气动性能有较大的影响，甚至对安全造成威胁。因此，开展此类复杂流动的非定常扰流问题研究意义重大，嵌套网格方法是模拟此类问题的一种有效解决途径。

嵌套网格技术的思想是：分别生成各个部件的网格，网格可以随物体一起运动，各网格间存在重叠部分，挖去物体内部的网格，重叠区域以插值的方式传递流场信息。目前，嵌套网格技术可分为显式装配方法和隐式装配方法，显式装配方法首先进行挖洞，去除位于物体内部不参与流场计算的网格，再通过割补法等优化重叠区域；隐式装配方法不需要挖去物体内部的网格，而是首先搜索某网格点的贡献单元，通过比较贡献单元与该网格单元的质量，选取质量好的单元作为计算单元，以此方法确定所有计算单元参与流场计算。

隐式装配方法需要对所有网格节点进行贡献单元的搜索，此过程复杂且极为耗时，并且由于在确定计算单元和非计算单元的依据仅为网格单元质量，往往会形成“孤点”，对仿真结果有较大影响。然而，在显式装配方法中，通过挖洞就可以去除位于物体内部所有单元，将得到的挖洞面作为初始阵面，通过割补法等阵面推进方法对重叠区域进行优化，并且在推进过程中只需同时搜索贡献单元，而非所有的单元。相比于显式装配方法，隐式装配方法对贡献单元搜索的效率是低下的。

对于不存在相对运动的物体，挖洞只需一次即可完成整个流场的模拟，但是对于存在具有相对运动物体，由于物体空间位置随时间发生变化，使得不同区域重叠部分也在变化，每一时间步都需要重新挖洞生成计算网格，这对挖洞的效率提出了极大的考验。在嵌套网格装配过程中，挖洞和贡献单元的搜索影响了整个程序的执行效率，如何高效的进行嵌套网格系统装配具有很深的意义。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种显式嵌套网格装配方法、装置及存储介质。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种显式嵌套网格装配方法，所述方法包括步骤：

获取部件网格的网格信息；

获取所述部件网格中各网格单元的壁面距；

挖去物面内所有背景网格的网格单元；

向外推进所述网格单元中的洞边界单元；

获取各所述网格单元的贡献单元；

根据所述洞边界单元和所述贡献单元进行网格单元分类；

获取所述部件网格在重叠区域中的插值关系；

根据所述插值关系传递流场信息。

优选地，所述获取部件网格的网格信息包括步骤：

利用网格生成软件生成部件的部件网格文件；

获取所述部件网格文件的单元组成信息；