[发明专利]一种拓扑驱动的平面流场流线放置方法

摘要

本发明公开了一种拓扑驱动的平面流场流线放置方法，构造覆盖给定的平面流场的矩形控制网格，设检测流场中流速为零的临界点和极限流线一起构成整个流场的拓扑骨架；选取极限流线作为初始流线放置到原始平面流场中；并将矩形控制网格叠加在原始平面流场上；控制网格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，在控制网格中选取一个空白连续区域，得到中心点和经过该点的流线；将得到的流线作为新流线放置到原始平面流场后，原来的空白连续区域被分割成更小的空白连续区域；重复以上步骤直到控制网格中所有空白连续区域的大小低于设定值时完成整个原始平面流场的流线放置。该方法计算量小，精度准确，可操作性强。

主权项

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，得到空白连续区域的中心点；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。