CN110414017B - 一种管道运输工具多学科设计优化建模方法及系统 - Google Patents

一种管道运输工具多学科设计优化建模方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种管道运输工具多学科设计优化建模方法及系统，该方法包括：对管道运输工具设计进行子学科划分，并构建所述管道运输工具设计的各个子学科模型，每一子学科模型通过对应的特征几何参数进行模型描述；分别确定各个子学科的目标函数和约束条件；采用MDF策略根据所述各个子学科的目标函数和约束条件对每一子学科模型对应的特征几何参数的模型描述进行优化，根据优化结果实现管道运输工具多学科设计优化建模。本发明实现了管道运输工具多学科设计优化建模，建立了系统的多学科设计优化模型，实现了管道运输工具的总体参数设计，优化效果显著。

Description

一种管道运输工具多学科设计优化建模方法及系统
技术领域
本发明涉及计算机软件设计技术领域，尤其涉及一种管道运输工具多学科设计优化建模方法及系统。
背景技术
随着国民经济的飞速发展，各种交通工具的当前效力已经不能满足人们的特殊需求。目前，一种新的交通工具“管道运输工具”已经受到越来越多的关注，“管道运输工具”即低真空管道里的悬浮列车(磁悬浮+低真空模式)，相比传统高铁，高速管道运输工具运行速度提升了4-10倍；相比现有民航客机，速度提升了2-5倍，是人类对交通工具速度极致追求的一大进步。在“管道运输工具”的研发实现过程中，管道运输工具多学科设计优化建模，是高速管道运输工具项目建设的重要基础。因此，如何实现管道运输工具多学科设计优化建模具有重要意义。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的管道运输工具多学科设计优化建模方法及系统。
本发明的一个方面，提供了一种管道运输工具多学科设计优化建模方法，包括：
对管道运输工具设计进行子学科划分，并构建所述管道运输工具设计的各个子学科模型，每一子学科模型通过对应的特征几何参数进行模型描述；
分别确定各个子学科的目标函数和约束条件；
采用MDF策略根据所述各个子学科的目标函数和约束条件对每一子学科模型对应的特征几何参数的模型描述进行优化，根据优化结果实现管道运输工具多学科设计优化建模。
优选的，所述对管道运输工具设计进行子学科划分，并构建所述管道运输工具设计的各个子学科模型，包括：
将管道运输工具设计至少划分为外形子学科和气动子学科；
构建外形子学科的乘波体外形参数化几何模型和气动子学科的气动模型。
优选的，所述构建外形子学科的乘波体外形参数化几何模型，包括：
根据管道运输工具的性能指标确定基准流场；
根据所述基准流场的气动构型计算用于确定乘波体外形参数化几何模型的前缘曲线的几何参数；
根据所述几何参数构建管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型。
优选的，所述构建气动子学科的气动模型，包括：
获取管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型，所述乘波体外形参数化几何模型通过对应的特征几何参数进行模型描述；
对所述乘波体外形参数化几何模型进行网格划分和前处理，生成网格模型；
将所述乘波体外形参数化几何模型和所述网格模型导入CFD软件，通过所述CFD软件计算分析所述乘波体外形参数化几何模型对应的流场数值；
根据所述流场数值构建管道运输工具的气动模型。
优选的，所述根据所述几何参数构建管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型，包括：
根据所述几何参数生成乘波体外形参数化几何模型的前缘曲线；
对所述前缘曲线上的各点依次进行流线追踪，各点对应的流线组合形成所述乘波体外形参数化几何模型的下表面构造；
对所述前缘曲线上的各点依次进行自由流线追踪，各点对应的自由流线组合形成所述乘波体外形参数化几何模型的上表面构造。
本发明的另一个方面，提供了一种管道运输工具多学科设计优化建模系统，包括：
子学科模型构建模块，用于对管道运输工具设计进行子学科划分，并构建所述管道运输工具设计的各个子学科模型，每一子学科模型通过对应的特征几何参数进行模型描述；
配置模块，用于分别确定各个子学科的目标函数和约束条件；
优化建模模块，用于采用MDF策略根据所述各个子学科的目标函数和约束条件对每一子学科模型对应的特征几何参数的模型描述进行优化，根据优化结果实现管道运输工具多学科设计优化建模。
优选的，所述子学科模型构建模块，包括：
子学科划分单元，用于将管道运输工具设计至少划分为外形子学科和气动子学科；
子学科模型构建单元，用于构建外形子学科的乘波体外形参数化几何模型和气动子学科的气动模型。
优选的，所述子学科模型构建单元，具体包括：
流场确定子单元，用于根据管道运输工具的性能指标确定基准流场；
计算子单元，用于根据所述基准流场的气动构型计算用于确定乘波体外形参数化几何模型的前缘曲线的几何参数；
第一模型构建子单元，用于根据所述几何参数构建管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型。
优选的，所述子学科模型构建单元，具体还包括：
获取子单元，用于获取管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型，所述乘波体外形参数化几何模型通过对应的特征几何参数进行模型描述；
网格生成子单元，用于对所述乘波体外形参数化几何模型进行网格划分和前处理，生成网格模型；
导入子单元，用于将所述乘波体外形参数化几何模型和所述网格模型导入CFD软件，通过所述CFD软件计算分析所述乘波体外形参数化几何模型对应的流场数值；
第二模型构建子单元，用于根据所述流场数值构建管道运输工具的气动模型。
优选的，所述第一模型构建子单元，具体用于根据所述几何参数生成乘波体外形参数化几何模型的前缘曲线；对所述前缘曲线上的各点依次进行流线追踪，各点对应的流线组合形成所述乘波体外形参数化几何模型的下表面构造；对所述前缘曲线上的各点依次进行自由流线追踪，各点对应的自由流线组合形成所述乘波体外形参数化几何模型的上表面构造。
本发明实施例提供的管道运输工具多学科设计优化建模方法及系统，实现了管道运输工具多学科设计优化建模，建立了系统的多学科设计优化模型，实现了管道运输工具的总体参数设计，优化效果显著，具有很强的实用性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例的一种管道运输工具多学科设计优化建模方法的流程图；
图2为本发明实施例的一种管道运输工具多学科设计优化建模方法中步骤S11的细分流程图；
图3为本发明实施例的一种管道运输工具多学科设计优化建模方法中步骤S112的细分流程图；
图4为本发明另一实施例的一种管道运输工具多学科设计优化建模方法中步骤S112的细分流程图；
图5为本发明实施例的一种管道运输工具多学科设计优化建模系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
图1示意性示出了本发明一个实施例的管道运输工具多学科设计优化建模方法的流程图。参照图1，本发明实施例的管道运输工具多学科设计优化建模方法具体包括以下步骤：
S11、对管道运输工具设计进行子学科划分，并构建所述管道运输工具设计的各个子学科模型，每一子学科模型通过对应的特征几何参数进行模型描述。
本发明实施例中，如图2所示，步骤S11中的对管道运输工具设计进行子学科划分，并构建所述管道运输工具设计的各个子学科模型，具体包括以下细分步骤：S111、将管道运输工具设计至少划分为外形子学科和气动子学科；S112、构建外形子学科的乘波体外形参数化几何模型和气动子学科的气动模型。
S12、分别确定各个子学科的目标函数和约束条件。
具体的，可以根据任务要求确定各个子学科的目标函数和约束条件。本实施例中，根据管道运输工具总体性能参数优化设计，各子学科目标分别是有效容积率最大和升阻比最大。本实施例采用标准的MDF优化，并用线性加权和法将原多目标问题转化为单目标问题求解。
S13、采用MDF策略根据所述各个子学科的目标函数和约束条件对每一子学科模型对应的特征几何参数的模型描述进行优化，根据优化结果实现管道运输工具多学科设计优化建模。
本发明实施例提供的管道运输工具多学科设计优化建模方法，实现了管道运输工具多学科设计优化建模，建立了系统的多学科设计优化模型，实现了管道运输工具的总体参数设计，优化效果显著，具有很强的实用性。
具体的，步骤S112中的所述构建外形子学科的乘波体外形参数化几何模型的具体实现流程如图3所示，包括以下步骤：
S1121、根据管道运输工具的性能指标确定基准流场。本发明实施例中，将管道运输工具的车头部分设计为乘波体外形，以解决常规列出设计的阻力大、升阻比小的问题，进而有助于提高管道运输工具的速度。
S1122、根据所述基准流场的气动构型计算用于确定乘波体外形参数化几何模型的前缘曲线的几何参数；
S1123、根据所述几何参数构建管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型。
在实际应用中，可以通过以下方式实现乘波体外形参数化几何模型的构建：根据几何参数生成乘波体外形参数化几何模型的前缘曲线；对所述前缘曲线上的各点依次进行流线追踪，各点对应的流线组合形成所述乘波体外形参数化几何模型的下表面构造；对所述前缘曲线上的各点依次进行自由流线追踪，各点对应的自由流线组合形成所述乘波体外形参数化几何模型的上表面构造。
本发明实施例提供的管道运输工具的乘波体外形的参数化设计方法，通过根据几何参数构建乘波体外形参数化模型的数学描述，并应用VB程序对CATIA进行二次开发，实现了乘波体外型参数化设计，进而能够迅速的生成管道运输工具车头部分的乘波体三维外形，为多学科设计优化集成提供了参数化几何外形模型，是实现该管道运输工具多学科设计优化中的气动分析模块的基础。
进一步地，步骤S112中的所述构建气动子学科的气动模型的具体实现流程如图4所示，包括以下步骤：
S1124、获取管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型，所述乘波体外形参数化几何模型通过对应的特征几何参数进行模型描述。本实施例中，气动模型的构建需要基于已经得到的乘波体外形参数化几何模型实现。
S1125、对所述乘波体外形参数化几何模型进行网格划分和前处理，生成网格模型；
S1126、将所述乘波体外形参数化几何模型和所述网格模型导入CFD软件，通过所述CFD软件计算分析所述乘波体外形参数化几何模型对应的流场数值；
S1127、根据所述流场数值构建管道运输工具的气动模型。
本发明实施例中，将乘波体外形参数化几何模型的特征几何参数统一保存在EXCEL参数表中，当几何参数被修改即通过VBScript/VB调用CATIA的API函数实现参数化模型的更新和导出。
在完成参数化外形建模后，将CAD软件中生成的乘波体外形参数化几何模型导入ANSYS的ICEMCFD网格生成软件中，用该软件快速实现网格划分和前处理，完成网格模型生成工作。之后再将几何模型和生成的网格模型导入CFD软件CART3D求解器中，完成流场数值计算工作，实现气动模型的构建。
具体的，在做管道运输工具的气动优化设计时，需要进行外形设计参数的不断迭代来优化气动外形。管道运输工具各学科之间的耦合强烈，造成优化效率低。代理模型技术的本质是利用已知的样本点以数学手段生成能够反映设计变量与响应值之间映射关系的数学模型，分为实验设计和代理模型构造。试验设计应在设计空间内通过尽可能少的样本点并且尽可能全面的反应精确模型的特征，针对拉丁超方设计方法效率高、均衡性好的优点，本发明实施例中选用了拉丁超方设计方法，试验点生成方法如下：
Figure BDA0001643763490000081
其中，1≤i≤k，1≤j≤n，k为样本点数量，n是设计变量的个数，U为[0，1]区间随机数，π为0，1，2，…k-1的独立随机排列。i为第i次试验，j为第j个变量。由于设计参数选取了6个，本文通过拉丁超方的实验设计方法选取了42个样本点，使用了工程中常用的二次面响应技术构造了代理模型，数学表达式如下：
Figure BDA0001643763490000082
式中nv为设计变量的维数，待定系数β0、βi、βii、βij由最小二乘回归确定，
β＝(XTX)-1XTY
其中β是待定系数向量，其维数为(nv+1)(nv+2)/2，X是与构造样本点相关的设计变量矩阵，y是构造样本点中响应值组成的ns维向量。为了求解β，构造样本点的个数不能少于(nv+1)(nv+2)/2。最后采用Monte Carlo法获得了30个测试样本点对响应面进行了检验。
下面通过一个具体实施例来对本发明管道运输工具的多学科设计优化方法的实现进行具体说明。
本实施例中，管道运输工具选取采用乘波体外形，共分为外形、气动两个子学科，其模型描述如下。
表1子学科模型描述
Figure BDA0001643763490000083
Figure BDA0001643763490000091
下面配置个子学科的目标函数和约束条件：
(1)目标函数：任务要求是进行管道运输工具总体性能参数优化设计，各子学科目标分别是有效容积率最大和升阻比最大。
Figure BDA0001643763490000092
本实施例采用标准的MDF优化，并用线性加权和法将原多目标问题转化为单目标问题求解，考虑到量级，将上式的目标函数放大100倍，权系数
Figure BDA0001643763490000093
WL/D都取0.5。
Figure BDA0001643763490000094
(2)约束条件
外形设计和气动分析均要满足外形轮廓尺寸，有效体积大于内部部件体积。
(3)设计变量
设计变量为外形分析模块中的设计参数。
(4)优化方法
本文的算例中尽管使用了高精度分析模型进行气动计算，但由于采用了代理模型技术进行了气动参数响应面的构造，大大降低了计算量并提高了计算效率，因此选用了MDF策略进行优化。与传统优化算法相比，遗传算法具有全局收敛特性，并不依赖目标函数和约束条件的梯度信息，因此系统级采用了遗传算法。
本发明实施例针对管道运输工具，建立总体设计和总体性能的参数描述体系，以管道运输工具综合性能为优化目标建立优化数学模型，实现了基于CATIA的乘波体外型参数化几何模块、基于Cart3D的气动分析模块和代理模型构造模块的集成，进而通过在ModelCenter中实现了标准多学科可行法(MDF)优化策略，构造了基于ModelCenter的管道运输工具多学科设计优化设计框架，具有可行性和实用性。
对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
图5示意性示出了本发明一个实施例的管道运输工具多学科设计优化建模系统的结构示意图。参照图5，本发明实施例的管道运输工具多学科设计优化建模系统具体包括子学科模型构建模块201、配置模块202以及优化建模模块203，其中：
子学科模型构建模块201，用于对管道运输工具设计进行子学科划分，并构建所述管道运输工具设计的各个子学科模型，每一子学科模型通过对应的特征几何参数进行模型描述；
配置模块202，用于分别确定各个子学科的目标函数和约束条件；
优化建模模块203，用于采用MDF策略根据所述各个子学科的目标函数和约束条件对每一子学科模型对应的特征几何参数的模型描述进行优化，根据优化结果实现管道运输工具多学科设计优化建模。
在本发明实施例中，所述子学科模型构建模块201，具体包括附图中未示出的子学科划分单元和子学科模型构建单元，其中：
子学科划分单元，用于将管道运输工具设计至少划分为外形子学科和气动子学科；
子学科模型构建单元，用于构建外形子学科的乘波体外形参数化几何模型和气动子学科的气动模型。
其中，所述子学科模型构建单元，具体包括流场确定子单元、计算子单元、第一模型构建子单元，其中：
流场确定子单元，用于根据管道运输工具的性能指标确定基准流场；
计算子单元，用于根据所述基准流场的气动构型计算用于确定乘波体外形参数化几何模型的前缘曲线的几何参数；
第一模型构建子单元，用于根据所述几何参数构建管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型。本实施例中，所述的第一模型构建子单元，具体用于根据所述几何参数生成乘波体外形参数化几何模型的前缘曲线；对所述前缘曲线上的各点依次进行流线追踪，各点对应的流线组合形成所述乘波体外形参数化几何模型的下表面构造；对所述前缘曲线上的各点依次进行自由流线追踪，各点对应的自由流线组合形成所述乘波体外形参数化几何模型的上表面构造。
进一步地，所述子学科模型构建单元，具体还包括获取子单元、网格生成子单元、导入子单元以及第二模型构建子单元，其中：
获取子单元，用于获取管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型，所述乘波体外形参数化几何模型通过对应的特征几何参数进行模型描述；
网格生成子单元，用于对所述乘波体外形参数化几何模型进行网格划分和前处理，生成网格模型；
导入子单元，用于将所述乘波体外形参数化几何模型和所述网格模型导入CFD软件，通过所述CFD软件计算分析所述乘波体外形参数化几何模型对应的流场数值；
第二模型构建子单元，用于根据所述流场数值构建管道运输工具的气动模型。
对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本发明实施例提供的管道运输工具多学科设计优化建模方法及系统，实现了管道运输工具多学科设计优化建模，建立了系统的多学科设计优化模型，实现了管道运输工具的总体参数设计，优化效果显著，具有很强的实用性。
此外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如图1所述方法的步骤。
本实施例中，所述管道运输工具多学科设计优化建模系统集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
本发明实施例提供的管道运输工具多学科设计优化建模系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个管道运输工具多学科设计优化建模方法实施例中的步骤，例如图1所示的方法步骤。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述管道运输工具多学科设计优化建模系统中的执行过程。
本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种管道运输工具多学科设计优化建模方法，其特征在于，所述方法包括：
对管道运输工具设计进行子学科划分，并构建所述管道运输工具设计的各个子学科模型，每一子学科模型通过对应的特征几何参数进行模型描述；
分别确定各个子学科的目标函数和约束条件；
采用MDF策略根据所述各个子学科的目标函数和约束条件对每一子学科模型对应的特征几何参数的模型描述进行优化，根据优化结果实现管道运输工具多学科设计优化建模；
所述对管道运输工具设计进行子学科划分，并构建所述管道运输工具设计的各个子学科模型，包括：
将管道运输工具设计至少划分为外形子学科和气动子学科；
构建外形子学科的乘波体外形参数化几何模型和气动子学科的气动模型；
所述构建外形子学科的乘波体外形参数化几何模型，包括：
根据管道运输工具的性能指标确定基准流场；
根据所述基准流场的气动构型计算用于确定乘波体外形参数化几何模型的前缘曲线的几何参数；
根据所述几何参数构建管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建气动子学科的气动模型，包括：
获取管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型，所述乘波体外形参数化几何模型通过对应的特征几何参数进行模型描述；
对所述乘波体外形参数化几何模型进行网格划分和前处理，生成网格模型；
将所述乘波体外形参数化几何模型和所述网格模型导入CFD软件，通过所述CFD软件计算分析所述乘波体外形参数化几何模型对应的流场数值；
根据所述流场数值构建管道运输工具的气动模型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述几何参数构建管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型，包括：
根据所述几何参数生成乘波体外形参数化几何模型的前缘曲线；
对所述前缘曲线上的各点依次进行流线追踪，各点对应的流线组合形成所述乘波体外形参数化几何模型的下表面构造；
对所述前缘曲线上的各点依次进行自由流线追踪，各点对应的自由流线组合形成所述乘波体外形参数化几何模型的上表面构造。
4.一种管道运输工具多学科设计优化建模系统，其特征在于，包括：
子学科模型构建模块，用于对管道运输工具设计进行子学科划分，并构建所述管道运输工具设计的各个子学科模型，每一子学科模型通过对应的特征几何参数进行模型描述；
配置模块，用于分别确定各个子学科的目标函数和约束条件；
优化建模模块，用于采用MDF策略根据所述各个子学科的目标函数和约束条件对每一子学科模型对应的特征几何参数的模型描述进行优化，根据优化结果实现管道运输工具多学科设计优化建模；
所述子学科模型构建模块，包括：
子学科划分单元，用于将管道运输工具设计至少划分为外形子学科和气动子学科；
子学科模型构建单元，用于构建外形子学科的乘波体外形参数化几何模型和气动子学科的气动模型；
所述子学科模型构建单元，具体包括：
流场确定子单元，用于根据管道运输工具的性能指标确定基准流场；
计算子单元，用于根据所述基准流场的气动构型计算用于确定乘波体外形参数化几何模型的前缘曲线的几何参数；
第一模型构建子单元，用于根据所述几何参数构建管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述子学科模型构建单元，具体还包括：
获取子单元，用于获取管道运输工具车头部分的乘波体外形参数化几何模型，所述乘波体外形参数化几何模型通过对应的特征几何参数进行模型描述；
网格生成子单元，用于对所述乘波体外形参数化几何模型进行网格划分和前处理，生成网格模型；
导入子单元，用于将所述乘波体外形参数化几何模型和所述网格模型导入CFD软件，通过所述CFD软件计算分析所述乘波体外形参数化几何模型对应的流场数值；
第二模型构建子单元，用于根据所述流场数值构建管道运输工具的气动模型。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一模型构建子单元，具体用于根据所述几何参数生成乘波体外形参数化几何模型的前缘曲线；对所述前缘曲线上的各点依次进行流线追踪，各点对应的流线组合形成所述乘波体外形参数化几何模型的下表面构造；对所述前缘曲线上的各点依次进行自由流线追踪，各点对应的自由流线组合形成所述乘波体外形参数化几何模型的上表面构造。
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