CN109145443B - 一种气动力的分析方法及分析系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种飞行器气动力的分析方法及分析系统。本发明提供的分析方法和分析系统，对存在物体干涉等极为严苛的嵌套要求的研究对象，无需进行构造虚拟网格单元或额外网格单元等较复杂的操作，能够实现支持物体干涉的嵌套，嵌套支持多种边界类型，能够根据实际问题灵活配置，且自动决定嵌套装配关系，嵌套装配简单，建立的气动模型能够有效减小气动力预测的误差，从而提高分析精度。同时，本发明提供的嵌套网格建模方法还可用于结构应力分析等其他技术方案中，普适性好，便于推广实施。

Description

一种气动力的分析方法及分析系统
技术领域
本发明涉及数值模拟领域，特别是涉及一种气动力的分析方法及分析系统。
背景技术
现有嵌套网格方法对于物体干涉及复杂的装配及运动，如飞行器的主动襟翼控制旋翼存在的缝隙需要处理，旋翼桨叶与桨毂间的间隔，这两者在紧密接触的同时还存在运动，常规嵌套处理方法将变得难以使用或不可用，其缺点表现在：1)嵌套功能有限，不能处理物体干涉，及类似旋翼桨叶与桨毂间在紧密接触的同时还存在运动的情况；2)嵌套边界处理复杂，往往需要填充虚拟网格或重新生成新的非结构网格；3)需要指定嵌套装配关系，导致使用不易。因此，对于紧密接触的同时还存在运动的研究对象，采用常规嵌套处理方法进行飞行器气动力仿真分析或结构应力分析时，存在较大的误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种气动力的分析方法及分析系统，对存在物体干涉等极为严苛的嵌套要求的研究对象，无需进行构造虚拟网格单元或额外网格单元等较复杂的操作，能够实现支持物体干涉的嵌套，嵌套支持多种边界类型，能够根据实际问题灵活配置，且自动决定嵌套装配关系，嵌套装配简单，建立的气动模型能够有效减小气动力分析的误差，从而提高分析精度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种气动力的分析方法，所述分析方法包括：
获取目标对象的网格数据及嵌套边界分类，所述目标对象包括紧密接触的同时还存在运动的第一部件和第二部件，所述网格数据包括对应所述第一部件的第一网格块和对应所述第二部件的第二网格块；
将所述第一网格块中的任一个网格单元标记为待处理网格单元；
按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元；
连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线；
根据所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面的相交状态确定生效单元；
根据所述嵌套边界分类从各个所述生效单元中确定出嵌套边界单元；
根据所述目标对象的网格数据和所述嵌套边界单元确定所述目标对象的气动模型，所述气动模型用于分析所述目标对象的气动力。
可选的，所述根据所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面的相交状态确定生效单元，具体包括：
判断所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面是否相交，获得第一判断结果；
当所述第一判断结果表示所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面不相交时，将所述待处理网格单元标记为生效单元；
当所述第一判断结果表示所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面相交时，根据相交边的状态确定生效单元；
判断所述第一网格块中的各个网格单元是否全部被标记为待处理网格单元，获得第二判断结果；
当所述第二判断结果表示第一网格块中存在未被标记为待处理网格单元的网格单元，将未标记网格块中的一个网格单元标记为新的待处理网格单元，返回所述“按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元”，其中，所述未标记网格块包括第一网格块中未被标记为待处理网格单元的网格单元。
可选的，所述根据相交边的状态确定生效单元，具体包括：
判断相交边是否为外部边界，获得第三判断结果；
当所述第三判断结果表示相交边为外部边界时，将所述待处理网格单元标记为生效单元；
当所述第三判断结果表示相交边为内部边界时，将与所述搜索出发单元相邻的网格单元作为新的搜索出发单元，返回所述“连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线”；
当所述第三判断结果表示相交边为内边界时，根据所述待处理网格单元的中心点与所述第二部件的物面的关系更新待处理网格单元，返回所述“按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元”。
可选的，所述根据所述待处理网格单元的中心点与所述第二部件的物面的关系更新待处理网格单元，具体包括：
判断所述待处理网格单元的中心点是否在所述第二部件的物面内，获得第四判断结果；
当所述第四判断结果表示所述待处理网格单元的中心点在所述第二部件的物面内时，将所述待处理网格单元标记为失效单元；
当所述第四判断结果表示所述待处理网格单元的中心点在所述第二部件的物面外时，将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元，返回所述“连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线”。
可选的，所述将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元，具体包括：
根据物面几何点数据构建几何点索引数据结构，其中，所述几何点索引数据结构用于计算物面距及物面距最短的点在物面上的位置，所述网格数据包括物面几何点数据；
根据所述几何点索引数据结构确定距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面；
将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元。
一种气动力的分析系统，所述分析系统包括：
获取子系统，用于获取目标对象的网格数据及嵌套边界分类，所述目标对象包括紧密接触的同时还存在运动的第一部件和第二部件，所述网格数据包括对应所述第一部件的第一网格块和对应所述第二部件的第二网格块；
待处理单元标记子系统，用于将所述第一网格块中的任一个网格单元标记为待处理网格单元；
搜索单元选取子系统，用于按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元；
中心点连线确定子系统，用于连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线；
生效单元确定子系统，用于根据所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面的相交状态确定生效单元；
嵌套边界确定子系统，用于根据所述嵌套边界分类从各个所述生效单元中确定出嵌套边界单元；
气动模型确定子系统，用于根据所述目标对象的网格数据和所述嵌套边界单元确定所述目标对象的气动模型，所述气动模型用于分析所述目标对象的气动力。
可选的，所述生效单元确定子系统包括：
第一判断模块，用于判断所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面是否相交，获得第一判断结果；
生效标记模块，用于当所述第一判断结果表示所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面不相交时，将所述待处理网格单元标记为生效单元；
生效判断模块，用于当所述第一判断结果表示所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面相交时，根据相交边的状态确定生效单元；
第二判断模块，用于判断所述第一网格块中的各个网格单元是否全部被标记为待处理网格单元，获得第二判断结果；
待处理网格更新模块，用于当所述第二判断结果表示第一网格块中存在未被标记为待处理网格单元的网格单元，将未标记网格块中的一个网格单元标记为新的待处理网格单元，返回所述“按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元”，其中，所述未标记网格块包括第一网格块中未被标记为待处理网格单元的网格单元。
可选的，所述生效判断模块包括：
第三判断子模块，用于判断相交边是否为外部边界，获得第三判断结果；
生效标记子模块，用于当所述第三判断结果表示相交边为外部边界时，将所述待处理网格单元标记为生效单元；
搜索单元更新子模块，用于当所述第三判断结果表示相交边为内部边界时，将与所述搜索出发单元相邻的网格单元作为新的搜索出发单元；
待处理网格更新子模块，用于当所述第三判断结果表示相交边为内边界时，根据所述待处理网格单元的中心点与所述第二部件的物面的关系更新待处理网格单元。
可选的，所述待处理网格更新子模块包括：
第四判断单元，用于判断所述待处理网格单元的中心点是否在所述第二部件的物面内，获得第四判断结果；
失效标记单元，用于当所述第四判断结果表示所述待处理网格单元的中心点在所述第二部件的物面内时，将所述待处理网格单元标记为失效单元；
搜索更新单元，用于当所述第四判断结果表示所述待处理网格单元的中心点在所述第二部件的物面外时，将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元，返回所述“连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线”。
可选的，所述搜索更新单元包括：
索引数据构造子单元，用于根据物面几何点数据构建几何点索引数据结构，其中，所述几何点索引数据结构用于计算物面距及物面距最短的点在物面上的位置，所述网格数据包括物面几何点数据；
最近内边界面确定子单元，用于根据所述几何点索引数据结构确定距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面；
将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的气动力的分析方法及分析系统，首先获取目标对象的网格数据及嵌套边界分类，目标对象包括紧密接触的同时还存在运动的第一部件和第二部件，所述网格数据包括对应所述第一部件的第一网格块和对应所述第二部件的第二网格块，将所述第一网格块中的任一个网格单元标记为待处理网格单元；按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元；根据待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点的连线与所述搜索出发单元的边界面的相交状态确定生效单元；根据所述嵌套边界分类从各个所述生效单元中确定出嵌套边界单元；根据所述目标对象的网格数据和所述嵌套边界单元确定所述目标对象的气动模型，所述气动模型用于分析所述目标对象的气动力。可见，本发明提供的分析方法和分析系统，对存在物体干涉等极为严苛的嵌套要求的研究对象，无需进行构造虚拟网格单元或额外网格单元等较复杂的操作，能够实现支持物体干涉的嵌套，嵌套支持多种边界类型，能够根据实际问题灵活配置，且自动决定嵌套装配关系，嵌套装配简单，建立的气动模型能够有效减小气动力分析的误差，从而提高分析精度。同时，本发明提供的嵌套网格建模方法还可用于流体仿真分析等其他技术方案中，普适性好，便于推广实施。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种气动力的分析方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种气动力的分析系统的结构框图；
图3为本发明实施例提供的获得生效单元的流程图；
图4为本发明实施例提供的生效单元搜索路径示意图
图5为本发明实施例提供的确定搜索出发单元的流程图
图6为本发明实施例提供的带桨毂旋翼网格及嵌套结果示意图；
图7为本发明实施例提供的后缘襟翼示意图；
图8为本发明实施例提供的嵌套结果对比图；
图9为本发明实施例提供的最大重合嵌套结果图；
图10为本发明实施例提供的最大挖洞嵌套结果图；
图11为本发明实施例提供的多个网格块间自动嵌套结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种气动力的分析方法及分析系统，对存在物体干涉等极为严苛的嵌套要求的研究对象，无需进行构造虚拟网格单元或额外网格单元等较复杂的操作，能够实现支持物体干涉的嵌套，嵌套支持多种边界类型，可根据实际问题灵活配置，嵌套装配简单，可自动决定嵌套装配关系，从而可减小气动力分析的误差，提高分析精度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的一种气动力的分析方法的流程图。如图1所示，一种气动力的分析方法，所述分析方法包括：
步骤101：获取目标对象的网格数据及嵌套边界分类，所述目标对象包括紧密接触的同时还存在运动的第一部件和第二部件，所述网格数据包括对应所述第一部件的第一网格块和对应所述第二部件的第二网格块；
步骤102：将所述第一网格块中的任一个网格单元标记为待处理网格单元；
步骤103：按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元；
步骤104：连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线；
步骤105：根据所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面的相交状态确定生效单元；
步骤106：根据所述嵌套边界分类从各个所述生效单元中确定出嵌套边界单元；
步骤107：根据所述目标对象的网格数据和所述嵌套边界单元确定所述目标对象的气动模型，所述气动模型用于分析所述目标对象的气动力。
具体地，所述步骤105：根据所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面的相交状态确定生效单元，具体包括：
判断所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面是否相交，获得第一判断结果；
当所述第一判断结果表示所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面不相交时，将所述待处理网格单元标记为生效单元；
当所述第一判断结果表示所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面相交时，根据相交边的状态确定生效单元；
判断所述第一网格块中的各个网格单元是否全部被标记为待处理网格单元，获得第二判断结果；
当所述第二判断结果表示第一网格块中存在未被标记为待处理网格单元的网格单元，将未标记网格块中的一个网格单元标记为新的待处理网格单元，返回所述步骤103：按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元，其中，所述未标记网格块包括第一网格块中未被标记为待处理网格单元的网格单元。
具体地，所述根据相交边的状态确定生效单元，具体包括：
判断相交边是否为外部边界，获得第三判断结果；
当所述第三判断结果表示相交边为外部边界时，将所述待处理网格单元标记为生效单元；
当所述第三判断结果表示相交边为内部边界时，将与所述搜索出发单元相邻的网格单元作为新的搜索出发单元，返回所述步骤104：连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线；
当所述第三判断结果表示相交边为内边界时，根据所述待处理网格单元的中心点与所述第二部件的物面的关系更新待处理网格单元，返回所述步骤103：按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元。
具体地，所述根据所述待处理网格单元的中心点与所述第二部件的物面的关系更新待处理网格单元，具体包括：
判断所述待处理网格单元的中心点是否在所述第二部件的物面内，获得第四判断结果；
当所述第四判断结果表示所述待处理网格单元的中心点在所述第二部件的物面内时，将所述待处理网格单元标记为失效单元；
当所述第四判断结果表示所述待处理网格单元的中心点在所述第二部件的物面外时，将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元，返回所述步骤104：连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线。
具体地，所述将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元，具体包括：
根据物面几何点数据构建几何点索引数据结构，其中，所述几何点索引数据结构用于计算物面距及物面距最短的点在物面上的位置，所述网格数据包括物面几何点数据，所述物面距为任意点到物面的最短距离；
根据所述几何点索引数据结构确定距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面；
将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元。
图2为本发明实施例提供的一种气动力的分析系统的结构框图。如图2所示，一种气动力的分析系统，其特征在于，所述分析系统包括：
获取子系统201，用于获取目标对象的网格数据及嵌套边界分类，所述目标对象包括紧密接触的同时还存在运动的第一部件和第二部件，所述网格数据包括对应所述第一部件的第一网格块和对应所述第二部件的第二网格块；
待处理单元标记子系统202，用于将所述第一网格块中的任一个网格单元标记为待处理网格单元；
搜索单元选取子系统203，用于按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元；
中心点连线确定子系统204，用于连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线；
生效单元确定子系统205，用于根据所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面的相交状态确定生效单元；
嵌套边界确定子系统206，用于根据所述嵌套边界分类从各个所述生效单元中确定出嵌套边界单元；
应力模型确定子系统207，用于根据所述目标对象的网格数据和所述嵌套边界单元确定所述目标对象的气动模型，所述气动模型用于分析所述目标对象的气动力。
具体地，所述生效单元确定子系统205包括：
第一判断模块，用于判断所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面是否相交，获得第一判断结果；
生效标记模块，用于当所述第一判断结果表示所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面不相交时，将所述待处理网格单元标记为生效单元；
生效判断模块，用于当所述第一判断结果表示所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面相交时，根据相交边的状态确定生效单元；
第二判断模块，用于判断所述第一网格块中的各个网格单元是否全部被标记为待处理网格单元，获得第二判断结果；
待处理网格更新模块，用于当所述第二判断结果表示第一网格块中存在未被标记为待处理网格单元的网格单元，将未标记网格块中的一个网格单元标记为新的待处理网格单元，返回所述“按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元”，其中，所述未标记网格块包括第一网格块中未被标记为待处理网格单元的网格单元。
具体地，所述生效判断模块包括：
第三判断子模块，用于判断相交边是否为外部边界，获得第三判断结果；
生效标记子模块，用于当所述第三判断结果表示相交边为外部边界时，将所述待处理网格单元标记为生效单元；
搜索单元更新子模块，用于当所述第三判断结果表示相交边为内部边界时，将与所述搜索出发单元相邻的网格单元作为新的搜索出发单元；
待处理网格更新子模块，用于当所述第三判断结果表示相交边为内边界时，根据所述待处理网格单元的中心点与所述第二部件的物面的关系更新待处理网格单元。
具体地，所述待处理网格更新子模块包括：
第四判断单元，用于判断所述待处理网格单元的中心点是否在所述第二部件的物面内，获得第四判断结果；
失效标记单元，用于当所述第四判断结果表示所述待处理网格单元的中心点在所述第二部件的物面内时，将所述待处理网格单元标记为失效单元；
搜索更新单元，用于当所述第四判断结果表示所述待处理网格单元的中心点在所述第二部件的物面外时，将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元，返回所述“连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线”。
具体地，所述搜索更新单元包括：
索引数据构造子单元，用于根据物面几何点数据构建几何点索引数据结构，其中，所述几何点索引数据结构用于计算物面距及物面距最短的点在物面上的位置，所述网格数据包括物面几何点数据；
最近内边界面确定子单元，用于根据所述几何点索引数据结构确定距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面；
将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元。
采用本发明提供的分析系统对飞行器进行流场气动分析的具体步骤如下：
步骤1：针对待研究飞行器几何模型外形，绘制模型网格，并在读取绘制模型网格数据后，计算得到基本网格数据，基本网格数据包括：网格单元体及表面中心坐标，网格单元表面外法失，网格单元体积等，模型中各部件为网格中的网格块，一个部件的网格块由多个网格单元组成。其中，飞行器中紧密接触的同时还存在运动的部件为第一部件和第二部件，所述网格数据包括对应所述第一部件的网格块Block_A和对应所述第二部件的第二网格块Block_B。
步骤2：采用ADT树或K-d树，使用读取网格得到的物面几何点数据构建几何点索引数据结构，几何点索引数据结构可计算任意点到物面的最短距离(记为物面距)，及物面距最短点在物面上的位置；
步骤3：按照如下方式定义网格单元分类，选择合适的竞争策略，如比较网格单元体积，物面距等，并按照表1所示的优先级排列，在后续处理中仅可由低优先级状态修改为高优先级状态，处理前网格单元状态分类的初始值设置为NULL；
表1状态分类表
Figure BDA0001773365760000121
步骤4：循环网格块，按照阵面推进方式取网格块出发单元，利用生效单元搜索算法及步骤2中构建的几何点索引数据结构搜索网格块的生效单元，并依次处理和其他网格块间的嵌套关系，按照表1所述的分类优先级得到最终网格单元状态分类结果。
其中，获得生效单元的步骤如图3所示，找到的贡献单元即为生效单元。图4给出了按照图3所示的步骤在所示网格块中分别以A点和B点所在的网格单元为出发单元的情况下，搜索目标点C的示意图，确定搜索出发单元的步骤如图5所示。
步骤5：定义如下可选嵌套边界分类方式，按照用户显式指定的嵌套边界分类，或由程序按照含物体表面(简称物面)的两网格块间使用最大重合、其他使用最大挖洞的策略，按照表2所示的指示意义，在生效单元(步骤3的表1中定义的act_win及act_outside)中找出嵌套边界；
表2嵌套边界分类
Figure BDA0001773365760000131
步骤6：根据步骤4所得的网格单元分类结果步骤5中的嵌套边界，对待研究飞行器网格进行处理，对所需的计算流体的气动力仿真分析进行相应的计算处理。其中，生效单元(步骤3中的act_win及act_outside)将计入计算中，失效单元(步骤3中定义的inact_inside及inact_lose)不计入计算，步骤5中所得的嵌套边界单元将参与多个网格块间的信息交换。
图6给出了包含5片桨叶及桨毂的旋翼的嵌套。图6的(a)部分为5片桨叶的外表面网格，可见桨叶根部已伸入桨毂结构中；图6的(b)为与背景网格间使用最大重合边界条件所得的嵌套处理结果。
本发明实现的有益效果如下：
1)能够实现支持物体干涉的嵌套，可处理任意嵌套装配条件；
常规嵌套方法难以处理复杂嵌套，例如在如图7所示的带主动襟翼旋翼的后缘缝隙处的网格嵌套。由图8的(a)部分可见，现有的嵌套方法需要在在缝隙处放置额外的网格，采用本发明的方法按照最大重合获得的嵌套图如图8的(b)部分所示。按照最大挖洞边界获得的嵌套图8的(c)部分所示，都不仅能实现无缝贴合，还无需图8的(a)部分中的额外网格块。
2)嵌套支持多种边界类型；
对同一网格可实现不同边界分类条件的嵌套，嵌套更灵活，图9和图10分别给出了两网格块间的最大重合边界和最大挖洞边界下的嵌套结果。一般的，嵌套边界越是远离关注对象计算越是准确。图9中最大重合边界适于准确模拟空间中远离物面部分的对象如流体中的脱体涡，而图10适于研究贴近物面的对象如流体中的物面转捩现象。
3)自动嵌套装配；
嵌套装配简单，可按照自动嵌套策略(含物面的两网格块间使用最大重合、其他使用最大挖洞的策略)，无需显式指定嵌套装配关系，自动完成嵌套。图11给出了多个网格块的自动嵌套装配及处理结果，其中，图11的(a)部分表示嵌套网格，图11的(b)部分表示边界网格。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种气动力的分析方法，其特征在于，所述分析方法包括：
获取目标对象的网格数据及嵌套边界分类，所述目标对象包括紧密接触的同时还存在运动的第一部件和第二部件，所述网格数据包括对应所述第一部件的第一网格块和对应所述第二部件的第二网格块；
将所述第一网格块中的任一个网格单元标记为待处理网格单元；
按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元；
连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线；
根据所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面的相交状态确定生效单元；
根据所述嵌套边界分类从各个所述生效单元中确定出嵌套边界单元；
根据所述目标对象的网格数据和所述嵌套边界单元确定所述目标对象的气动模型，所述气动模型用于分析所述目标对象的气动力。
2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述根据所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面的相交状态确定生效单元，具体包括：
判断所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面是否相交，获得第一判断结果；
当所述第一判断结果表示所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面不相交时，将所述待处理网格单元标记为生效单元；
当所述第一判断结果表示所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面相交时，根据相交边的状态确定生效单元；
判断所述第一网格块中的各个网格单元是否全部被标记为待处理网格单元，获得第二判断结果；
当所述第二判断结果表示第一网格块中存在未被标记为待处理网格单元的网格单元，将未标记网格块中的一个网格单元标记为新的待处理网格单元，返回所述“按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元”，其中，所述未标记网格块包括第一网格块中未被标记为待处理网格单元的网格单元。
3.根据权利要求2所述的分析方法，其特征在于，所述根据相交边的状态确定生效单元，具体包括：
判断相交边是否为外部边界，获得第三判断结果；
当所述第三判断结果表示相交边为外部边界时，将所述待处理网格单元标记为生效单元；
当所述第三判断结果表示相交边为内部边界时，将与所述搜索出发单元相邻的网格单元作为新的搜索出发单元，返回所述“连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线”；
当所述第三判断结果表示相交边为内边界时，根据所述待处理网格单元的中心点与所述第二部件的物面的关系更新待处理网格单元，返回所述“按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元”。
4.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，所述根据所述待处理网格单元的中心点与所述第二部件的物面的关系更新待处理网格单元，具体包括：
判断所述待处理网格单元的中心点是否在所述第二部件的物面内，获得第四判断结果；
当所述第四判断结果表示所述待处理网格单元的中心点在所述第二部件的物面内时，将所述待处理网格单元标记为失效单元；
当所述第四判断结果表示所述待处理网格单元的中心点在所述第二部件的物面外时，将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元，返回所述“连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线”。
5.根据权利要求4所述的分析方法，其特征在于，所述将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元，具体包括：
根据物面几何点数据构建几何点索引数据结构，其中，所述几何点索引数据结构用于计算物面距及物面距最短的点在物面上的位置，所述网格数据包括物面几何点数据；
根据所述几何点索引数据结构确定距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面；
将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元。
6.一种气动力的分析系统，其特征在于，所述分析系统包括：
获取子系统，用于获取目标对象的网格数据及嵌套边界分类，所述目标对象包括紧密接触的同时还存在运动的第一部件和第二部件，所述网格数据包括对应所述第一部件的第一网格块和对应所述第二部件的第二网格块；
待处理单元标记子系统，用于将所述第一网格块中的任一个网格单元标记为待处理网格单元；
搜索单元选取子系统，用于按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元；
中心点连线确定子系统，用于连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线；
生效单元确定子系统，用于根据所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面的相交状态确定生效单元；
嵌套边界确定子系统，用于根据所述嵌套边界分类从各个所述生效单元中确定出嵌套边界单元；
气动模型确定子系统，用于根据所述目标对象的网格数据和所述嵌套边界单元确定所述目标对象的气动模型，所述气动模型用于分析所述目标对象的气动力。
7.根据权利要求6所述的分析系统，其特征在于，所述生效单元确定子系统包括：
第一判断模块，用于判断所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面是否相交，获得第一判断结果；
生效标记模块，用于当所述第一判断结果表示所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面不相交时，将所述待处理网格单元标记为生效单元；
生效判断模块，用于当所述第一判断结果表示所述中心点连线和所述搜索出发单元的边界面相交时，根据相交边的状态确定生效单元；
第二判断模块，用于判断所述第一网格块中的各个网格单元是否全部被标记为待处理网格单元，获得第二判断结果；
待处理网格更新模块，用于当所述第二判断结果表示第一网格块中存在未被标记为待处理网格单元的网格单元，将未标记网格块中的一个网格单元标记为新的待处理网格单元，返回由搜索单元选取子系统执行的“按照阵面推进方式从所述第二网格块中选取搜索出发单元”，其中，所述未标记网格块包括第一网格块中未被标记为待处理网格单元的网格单元。
8.根据权利要求7所述的分析系统，其特征在于，所述生效判断模块包括：
第三判断子模块，用于判断相交边是否为外部边界，获得第三判断结果；
生效标记子模块，用于当所述第三判断结果表示相交边为外部边界时，将所述待处理网格单元标记为生效单元；
搜索单元更新子模块，用于当所述第三判断结果表示相交边为内部边界时，将与所述搜索出发单元相邻的网格单元作为新的搜索出发单元；
待处理网格更新子模块，用于当所述第三判断结果表示相交边为内边界时，根据所述待处理网格单元的中心点与所述第二部件的物面的关系更新待处理网格单元。
9.根据权利要求8所述的分析系统，其特征在于，所述待处理网格更新子模块包括：
第四判断单元，用于判断所述待处理网格单元的中心点是否在所述第二部件的物面内，获得第四判断结果；
失效标记单元，用于当所述第四判断结果表示所述待处理网格单元的中心点在所述第二部件的物面内时，将所述待处理网格单元标记为失效单元；
搜索更新单元，用于当所述第四判断结果表示所述待处理网格单元的中心点在所述第二部件的物面外时，将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元，返回由中心点连线确定子系统执行的“连接所述待处理网格单元的中心点和所述搜索出发单元的中心点，获得中心点连线”。
10.根据权利要求9所述的分析系统，其特征在于，所述搜索更新单元包括：
索引数据构造子单元，用于根据物面几何点数据构建几何点索引数据结构，其中，所述几何点索引数据结构用于计算物面距及物面距最短的点在物面上的位置，所述网格数据包括物面几何点数据；
最近内边界面确定子单元，用于根据所述几何点索引数据结构确定距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面；
将距离所述待处理网格单元的中心点最近的内边界面所在的网格单元作为新的搜索出发单元。
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