[发明专利]一种基于非贴体网格的固壁边界数值模拟方法及相关设备

权利要求书

1.一种基于非贴体网格的固壁边界数值模拟方法，其特征在于，包括：

S1、获取非贴体网格邻近固壁边界的多个网格节点的流场值，所述网格节点包括边界附近的第一层网格节点，所述流场值包括所述第一层网格节点的第一流场值；

S2、基于所述多个网格节点的流场值重构得到第一边界数值通量；

S3、设置固壁边界条件，并将所述固壁边界条件结合所述多个网格节点的流场值，修正所述第一层网格节点的第一流场值，得到第一层网格节点的第二流场值；

S4、基于所述第二流场值重构得到第二边界数值通量，并根据所述第一边界数值通量和所述第二边界数值通量得到第三边界数值通量，利用所述第三边界数值通量模拟所述非贴体网格的固壁边界。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个网格节点的流场值重构得到第一边界数值通量包括：

对所述多个网格节点的流场值进行偏心重构得到所述第一边界数值通量。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网格节点的流场值包括原始流场值，所述设置固壁边界条件，并将所述固壁边界条件结合所述多个网格节点的流场值，修正所述第一层网格节点的第一流场值，得到第一层网格节点第二流场值的步骤包括：

在固壁边界上确定对应所述第一层网格节点的边界节点，使得所述第一层网格节点和所述边界节点的连线方向为所述固壁边界的外法向；

获取靠近所述边界节点的多个网格节点的原始流场值，包括所述第一层网格节点的第一流场值；

基于所述多个网格节点的原始流场值通过外插法计算所述边界节点的原始流场值及其一阶和二阶边界法向导数、；

将所述边界节点的原始流场值及一阶、二阶导数、旋转至所述固壁边界的外法向，得到所述边界节点的旋转流场值及其一阶、二阶法向导数、；

对所述边界节点的旋转流场值及其一阶、二阶法向导数进行特征投影，得到边界节点的旋转流场投影值及其一阶、二阶法向导数、；

将固壁边界上的所述边界点的法向速度设置为零，结合所述边界节点的旋转流场投影值调整其旋转流场值，并将固壁边界上的所述边界节点的压强法向导数按向心力公式设置，结合所述边界节点的旋转流场投影值的一阶法向导数调整所述边界节点的旋转流场值的一阶法向导数；

调整后的边界节点的旋转流场值沿所述固壁边界的外法向进行泰勒级数展开，得到所述第一层网格节点的旋转流场值；

通过所述第一层网格节点的旋转流场值得到所述第一层网格节点的第二流场值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将调整后的边界节点的旋转流场值沿所述固壁边界的外法向进行泰勒级数展开，得到所述第一层网格节点P的旋转流场值的步骤包括：

计算所述第一层网格节点和所述边界节点之间的长度h；

基于所述边界节点的旋转流场值、所述一阶法向导数、所述二阶法向导数和所述长度h计算所述第一层网格节点P的旋转流场值。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过所述第一层网格节点P的旋转流场值得到所述第一层网格节点的第二流场值包括：

将所述第一层网格节点P的旋转流场值由固壁边界的外法向旋转至原方向，得到修正后的第一层网格节点的第二流场值。

6.如权利要求5任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二流场值重构得到第二边界数值通量，并根据所述第一边界数值通量和所述第二边界数值通量得到第三边界数值通量包括：

基于所述第一层网格节点修正后的第二流场值进行偏心重构得到所述第二边界数值通量；

获取所述第一层网格节点修正前的第一流场值的特征矩阵；

基于所述第一边界数值通量、所述第二边界数值通量和所述特征矩阵计算得到所述第三边界数值通量。