[发明专利]结构化多层多块嵌套背景笛卡尔网格快速自动生成方法

权利要求书

1.一种结构化多层多块嵌套背景笛卡尔网格快速自动生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，输入三维几何体的表面网格文件，并确定基本参数，包括：远场尺寸S_Far、第1层级背景网格单元尺度S₁、背景网格过渡层数T和背景网格嵌套边界层数C；

步骤2，根据远场尺寸S_Far、第1层级背景网格单元尺度S₁和背景网格过渡层数T，预估得到背景网格层级数N；

因此，以第1层级背景网格为中心，按从内向外方向，逐层嵌套形成第2层级背景网格,第3层级背景网格,···,第N层级背景网格，其背景网格单元尺度逐渐变大，分别为：S₂、S₃···S_N，其中，S_k＝S₁×2^k-1，k＝2,3,...,N；

步骤3，根据所述三维几何体的表面网格文件，构造最小完全包裹所述三维几何体的初始几何包围框；所述初始几何包围框为长方体；

步骤4，对所述初始几何包围框进行优化，得到优化后的几何包围框，所述优化后的几何包围框为长方体，其每个边长均为第1层级背景网格单元尺度S₁的整数倍；

优化后的几何包围框称为第1层级几何包围框Cluster₁，对应第1层级背景网格；

步骤5，采用搭积木方式，依次构造第2层级背景网格,第3层级背景网格,···,第N层级背景网格，形成逐层嵌套的背景网格；

步骤6，对第1层级几何包围框Cluster₁，按第1层级背景网格单元尺度S₁进行格网化；对第2层级背景网格,第3层级背景网格,···,第N层级背景网格，分别按第2层级背景网格单元尺度S₂、第3层级背景网格单元尺度S₃···第N层级背景网格单元尺度S_N进行格网化，由此生成结构化多层多块嵌套背景笛卡尔网格。

2.根据权利要求1所述的结构化多层多块嵌套背景笛卡尔网格快速自动生成方法，其特征在于，步骤1中，第1层级背景网格单元尺度S₁通过以下公式确定：

S₁＝a₀·S_Out,0.5＜a₀＜2.0

其中：

S_Out为三维几何体的贴体计算域的最外层的贴体网格单元尺度；

a₀为计算第1层级背景网格单元尺度S₁采用的系数。

3.根据权利要求1所述的结构化多层多块嵌套背景笛卡尔网格快速自动生成方法，其特征在于，步骤2中，采用以下方式，预估背景网格层级数N：

使背景网格层级数N取满足以下条件的整数的最大值，即为最终确定的背景网格层级数N：

Δ₁+Δ₂+...+Δ_N≤S_Far

其中：

Δ₁,Δ₂,...,Δ_N，分别为第1层级背景网格的过渡层厚度,第2层级背景网格的过渡层厚度,…,第N层级背景网格的过渡层厚度，通过以下公式计算：