CN112231846A - 飞机挂架网格生成及投影方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飞机挂架网格生成及投影方法、装置、设备和存储介质，其中，该方法包括：沿目标飞机挂架部件的横截面确定至少两组翼型几何数据点；根据所述翼型几何数据点生成计算网格并根据所述目标飞机挂架部件的相交部件变换所述计算网格；将所述计算网格投影到所述目标飞机挂架部件的几何表面以生成投影网格点；根据所述投影网格点在所述目标飞机挂架部件的投影位置标定边界条件。本发明实施例，通过多组翼型几何数据点实现了计算网格的自动生成，根据相交部件和投影网格，避免不同部件的网格间存在间隙，提高了计算网格的生成质量，增强了流场特性分析的准确性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及计算机应用技术领域，尤其涉及一种飞机挂架网格生成及投影方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
对于飞机总体气动设计而言，一个基本要素就是对飞机各种不同构型方案进行快速准确的流场特性分析，随着计算流体力学技术的不断发展，很多成熟商用软件都已经广泛应用于飞机设计的工程实践中，但大多数软件在流程分析之时需要由第三方网格生成软件建立计算网格，建立网格的时间往往较长。并且在工程应用中经常需要对网格进行变形处理，而对第三方软件建立的网格进行变形往往需要人工处理，操作复杂且自动化程度低。并且在网格的变形过程中会引起网格扭曲、网格剪刀口等现象的发生严重影响流场计算精度。
对于飞机挂架部件，其一般与机身、机翼、短舱等部件相连，飞机挂架部件的几何复杂程度高，自动化生成高质量结构化贴体网格具有更高的难度，通过第三方网格生成软件极难生成，而对于自动生成技术生成网格而言，对于几何复杂程度高的飞机部件常采用嵌套网格计算，即将整个流场分区，每个子区根据飞机部件的几何特征独立生成计算网格，子区网格的边界面建立不受其他子区网格的影响，各子区之间相对独立，但是在两种不同的几何部件连接位姿，建立的网格存在间隙，对飞机挂架网格部件的流场特性分析存在影响。
发明内容
本发明提供一种飞机挂架网格生成及投影方法、装置、设备和存储介质，以实现流场分析网格的自动化生成，提高飞机挂架网格生成的质量，可增强飞机挂架部件流场分析的准确性。
第一方面，本发明实施例提供了一种飞机挂架网络生成及投影方法，该方法包括：
沿目标飞机挂架部件的横截面确定至少两组翼型几何数据点；
根据所述翼型几何数据点生成计算网格并根据所述目标飞机挂架部件的相交部件变换所述计算网格；
将所述计算网格投影到所述目标飞机挂架部件的几何表面以生成投影网格点；
根据所述投影网格点在所述目标飞机挂架部件的投影位置标定边界条件。
第二方面，本发明实施例提供了一种飞机挂架网络生成及投影装置，该装置包括：
数据采集模块，用于沿目标飞机挂架部件的横截面确定至少两组翼型几何数据点；
网格变换模块，用于根据所述翼型几何数据点生成计算网格并根据所述目标飞机挂架部件的相交部件变换所述计算网格；
网格投影模块，用于将所述计算网格投影到所述目标飞机挂架部件的几何表面以生成投影网格点；
边界条件模块，用于根据所述投影网格点在所述目标飞机挂架部件的投影位置标定边界条件。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例中任一所述的飞机挂架网格生成及投影方法。
第四方面，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，该计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的飞机挂架网格生成及投影方法。
本发明实施例，通过沿目标飞机挂架部件的横截面确定出至少两组翼型几何数据点，通过翼型几何数据点生成计算网格并根据目标飞机挂架部件的相交部件变换该计算网格，将变换后的计算网格投影到目标飞机挂架部件的几何表面以生成投影网格点，根据各投影网格点在目标飞机挂架部件的几何表面的投影位置标定边界条件，实现了计算网格的自动生成，降低飞机挂架部件的几何复杂度对流场特性分析的影响，避免飞机挂架部件各子区的计算网格存在间隙，可增强飞机流场特性分析的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种飞机挂架网格生成及投影方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的一种飞机挂架网格生成及投影方法的流程图；
图3是本发明实施例二提供的一种飞机挂架补点处理后的效果图；
图4是本发明实施例二提供的一种飞机挂架部件的物理域和参考域的示例图；
图5是本发明实施例二提供的一种类圆截面坐标转换的示例图；
图6是本发明实施例二提供的一种翼型坐标转换的示例图；
图7是本发明实施例二提供的一种网格投影的示例图；
图8是本发明实施例二提供的一种网格光顺化处理的效果示例图；
图9是本发明实施例二提供的一种飞机挂架网格生成及投影方法的示例图；
图10是本发明实施例二提供的一种流场分析结果的效果图；
图11是本发明实施例三提供的一种飞机挂架网格生成及投影装置的结构示意图；
图12是本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构，此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
网格自动生成技术采用参数化方法描述飞机几何外形，然后自动划分流场计算网格。这样，只需通过改变相关网格参数就可以建立不同飞机构型的网格，具有自动化程度高的特点。相比于非结构化网格，结构化网格具有网格节点相邻关系明确、隐式格式内存消耗小、附面层流动易于模拟等优势。但针对复杂飞机构型几何形态，很难用统一的方式生成高质量结构化贴体网格，因此需要采用嵌套网格技术，即将整个流场分区，每个子区根据部件的几何特征独立生成高质量计算网格，子区网格的边界面建立不受其他子区网格影响，各区块相对独立进行流场分析并通过重叠区域流场数据传递计入相互影响，但在两种几何部件连接位置，建立的网格存在间隙，从属部件无法捕捉主部件物面几何对流场的影响。此外由于飞机挂架部件几何复杂度高，自动化生成高质量结构化贴体网格具有一定难度，且其一般与机身、机翼、短舱等多个部件相连(翼吊布局与机翼、短舱相连，尾吊布局与机身、短舱相连)，为了精准捕捉各个部件几何物面对于挂架流场的影响，还需要将挂架端部网格投影到相应部件的几何物面，即制作Collar网格。
目前解决嵌套网格多部件几何相交处问题的方法可分为四类：一类是针对各部件几何直接生成严格正交的结构化网格，子部件网格嵌套于主部件之中，对于缝隙区域不做投影处理，这类网格不具备贴体性质，也无法反应主部件物面边界对子部件流场的影响，采用这种类型网格进行流场求解计算精准度较差。
另一类是根据各个部件几何人工划分相应的贴体正交结构化网格。对于两种部件的几何连接区域，采用手动划分的方法将从属部件的网格投影到主部件几何表面上去。这类网格质量好，但是自动化程度低，网格变形困难。
再一类是针对各部件几何自动生成贴体正交网格，但是建立从属部件网格时需以主部件网格几何为基准参考系，从而保证建立的从属部件网格直接与主部件几何表面贴合。这类网格质量好，自动化程度高，但适用范围小，不能灵活处理各种复杂的部件连接关系，尤其是针对挂架部件无法生成网格，而且从属网格也不能单独建立，必须以主部件为依托。
最后一类是针对机身、机翼部件自动化生成结构化贴体网格并对贴体网格进行投影，但是该方法目前无法处理具有更复杂几何外形的挂架部件。基于上述研究背景，本发明实施例提出一种飞机挂架网格生成及投影方法。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种飞机挂架网格生成及投影方法的流程图，本实施例可适用于飞机挂架部件自动生成计算网格的情况，该方法可以由飞机挂架网格生成及投影装置来执行，该装置可以采用硬件和/或软件的方式来实现，参见图1，本发明实施例提供的飞机挂架网格生成及投影方法具体包括如下步骤：
步骤110、沿目标飞机挂架部件的横截面确定至少两组翼型几何数据点。
其中，目标飞机挂架部件可以具有复杂几何外形，目标飞机挂架部件可以与机身部件、短舱部件和机翼部件等相交。翼型几何数据点可以是目标飞机挂架部件几何外形的位置点，翼型几何数据点可以反应出目标飞机挂架部件几何表面不同位置的形状，翼型几何数据点具体可以为三维位置坐标。
具体的，可以获取到目标飞机挂架部件至少一个横截面，可以将同一横截面上属于目标飞机挂架部件的几何表面的位置点作为翼型几何数据点，可以将属于同一横截面的位置点作为一组翼型几何数据点，可以理解的是，可以在目标飞机挂架部件中的不同位置截取横截面以获取到不同组的翼型几何数据点。在本发明实施例中，翼型几何数据点的获取可以是在真实的飞机挂架部件的横截面上获取，也可以是在仿真软件中的飞机挂架横截面上获取。
步骤120、根据所述翼型几何数据点生成计算网格并根据所述目标飞机挂架部件的相交部件变换所述计算网格。
其中，计算网格可以是对飞机部件进行流程分析实验的分析工具，计算网格可以基于飞机部件的外形生成，计算网格可以包括结构网格和非结构网格，而结构网格的基本组成单元是单域的贴体网格，在二维情况下按照拓扑结构，可以分为C型网格、O型网格、H型网格，以及在三维情况下组合前述任意两种拓扑结构的C-O型网格和C-H型网格等。相交部件可以是在空间上与目标飞机挂架部件处于相交位置关系的飞机部件，可以包括飞机机身部件、飞机短舱部件和飞机机翼部件等。
在本发明实施例中，可以通过对应目标飞机挂架部件的翼型几何数据点生成计算网格，以结构网格为例，可以通过对接网格和重叠网格的方式将翼型几何数据点代入椭圆型偏微分方程或者双曲型偏微分方程生成计算网格。在生成计算网格后，可以根据与目标飞机挂架部件相交的相交部件转换计算网格，使得目标飞机挂架部件端部网格进入其他相交部件的网格，由于相交部件的几何外形不同，可以根据不同的相交部件采取不同的变换规则变换计算网格，使得生成的目标飞机挂架部件的计算网格不与其他部件的网格存在空隙。
步骤130、将所述计算网格投影到所述目标飞机挂架部件的几何表面以生成投影网格点。
其中，投影网格点可以是计算网格投影到目标飞机挂架部件的几何表面生成的网格点，投影网格点可以位于飞机挂架部件的几何表面。
在本发明实施例中，可以对计算网格进行投影处理，确定出计算网格落在目标飞机挂架部件的几何表面上的网格点，可以将该网格点作为投影网格点。由于目标飞机挂架部件的几何表面的复杂程度稿，在生成计算网格后，各自我可能存在间隙，从属部件无法获取到主部件物面几何对流场的影响，因此需要进行投影处理确定出投影网格点。
步骤140、根据所述投影网格点在所述目标飞机挂架部件的投影位置标定边界条件。
其中，边界条件可以用于流场分析时确定计算网格边界的信息，由于计算网格的网格点可以位于目标飞机挂架部件的实际物理几何表面，或者，位于与相交部件相交的几何表面，投影网格点的边界条件可以不同。
在本发明实施例中，可以对计算网格中的投影网格点进行遍历标定，按照各投影网格点在目标飞机挂架部件的投影位置进行标定。
本发明实施例中，通过沿目标飞机挂架部件的横截面确定出至少两组翼型几何数据点，通过翼型几何数据点生成计算网格并根据目标飞机挂架部件的相交部件变换该计算网格，将变换后的计算网格投影到目标飞机挂架部件的几何表面以生成投影网格点，根据各投影网格点在目标飞机挂架部件的几何表面的投影位置标定边界条件，实现了计算网格的自动生成，降低飞机挂架部件的几何复杂度对流场特性分析的影响，避免飞机挂架部件各子区的计算网格存在间隙，可增强飞机流场特性分析的准确性。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种飞机挂架网格生成及投影方法的流程图，本发明实施例是在上述发明实施例的基础上的具体化，参见图2，本发明实施例提供的方法具体包括如下步骤：
步骤201、沿目标飞机挂架部件的横截面确定至少两组翼型几何数据点。
步骤202、确定一组翼型几何数据点无法组成翼型截面时，增加新的翼型几何数据点以组成翼型截面。
在本发明实施例中，由于在目标飞机挂架部件的横截面获取到的一组翼型几何数据点可能无法构成翼型，可以对一组翼型几何数据点进行补点，补点后的一组翼型几何数据点可以构成翼型截面，其中，补充的点可以为新的翼型几何数据点，该点可以由其他翼型几何数据点取平均值生成，可以继续在该组翼型几何数据点在目标飞机挂架部件横截面上选取新的位置点作为翼型几何数据点。图3是本发明实施例二提供的一种飞机挂架补点处理后的效果图，参见图3，经过补点后每个横截面上的一组翼型几何数据点可以构成翼型截面。
步骤203、按照C-H型网格拓扑结构处理翼型几何数据点以生成三维结构化贴体网格作为计算网格。
其中，C-H型网格拓扑结构可以是三维结构化网格，可以由二维的C型结构化网格和H型结构化网格组成。
具体的，可以根据C-H型网格拓扑结构以及获取到的翼型几何数据点，通过双曲函数保角变换方法，将目标飞机挂架部件的翼型表面几何和远场边界从真实物理域转换到参考域，再在参考域中插值生成全流场网格再变换回物理域从而生成二维贴体翼型网格，再沿展向线性插值生成三维结构化贴体网格作为计算网格，其中，一个目标飞机挂架部件的物理域和参考域可以如图4所示。可以理解的是，在生成计算网格时需要确保飞机挂架部件沿展向方向上只有计算网格的两端端部网格可以进入其他部件网格的几何物面，例如，目标飞机挂架部件两端的端部网格可以分别进入到飞机短舱部件和飞机机翼部件。
步骤204、确定目标飞机挂架部件的相交部件为机身部件，将计算网格的端部网格转换到机身网格坐标系，其中，计算网络的转换依据包括类圆截面坐标转换规则。
其中，机身部件可以是飞机的机身部位，机身部件和目标飞机挂架部件可以存在相交的面，该面对应的计算网格可以在属于目标飞机挂架部件的同时也属于机身部件，需要对相交的面的计算网格转换到机身部件所处的网格坐标系。机身网格坐标系可以是机身对应的计算网格所处的坐标系，可以与目标飞机挂架部件的计算网格所属的坐标系不同。
具体的，当目标飞机挂架部件的相交部件为机身部件时，可以将计算网格的端部网格转换到机身网格坐标系下，由于机身部件的截面为类圆截面，可以通过圆截面坐标转换规则将计算网格的端部网格转换到机身网格坐标系下，参见图5，类圆截面坐标转换规则可以包括如下过程：
a)根据机身网格中任意一个p点的x坐标值，定位其对应的类圆部件几何截面以及截面原点位置o；
b)计算p点与o点连线与水平轴线夹角φ；
c)根据网格生成关系找到p点在机身部件的几何表面上的点s，计算出s点到o点的长度r；
d)以r为半径沿夹角φ方向定位一个新点p0，将p0的坐标作为网格P点的新坐标位置。
步骤205、确定目标飞机挂架部件的相交部件为短舱部件，将短舱部件的前缘线和后缘线拖至远场进行几何补面，并将计算网格的前端网格转换到短舱网格坐标系，其中，计算网络的转换依据包括类圆截面坐标转换规则。
其中，前缘线和后缘线可以分别是飞机短舱的最前部分和最后部分对应的位置。
在本发明实施例中，当目标飞机挂架部件的端部网格相交的部件为短舱部件，而短舱部件的外圈形态可以由一系列从短舱前缘到短舱后缘的类圆几何截面组成，由于计算网格的边界范围往往超出了短舱部件的几何物面涵盖范围，因此，需要通过将短舱的前缘线和后缘线拖至远程进行几何补面，在进行几何补面后，将目标飞机挂架部件与短舱部件相交位置对应的前端网格案子短舱网格坐标系进行转换，转换过程按照类圆截面坐标转换规则进行。
步骤206、确定目标飞机挂架部件的相交部件为机翼部件，将机翼部件的后缘线拖至远场进行几何补面，并将计算网格的前端网格转换到机翼网格坐标系，其中，计算网格的转换依据包括翼型坐标转换规则。
具体的，如果目标飞机挂架部件与机翼部件相交，那么需要将目标飞机挂架部件对应的计算网格的端部网格转换到机翼网格坐标系，由于机翼部件是一系列沿机翼展现翼型截面组成，可以按照翼型坐标转换规则进行转换，并且由于计算网格的投影网格边界往往超出了机翼几何物面的涵盖范围，需要将机翼后缘线拖出到远场实现几何补面。其中，参见图6，翼型坐标转换规则规则可以包括如下步骤：
a)根据目标飞机挂架部件端部网格p点展向坐标，定位其所在的翼型截面；
b)计算p点与翼型前缘线参考点O夹角θ；
c)根据夹角θ定位其所对应的翼型表面点，并计算该点前4阶几何拟合导数；
d)根据这些导数重新拟合p点位置。
步骤207、在目标飞机挂架部件的从属部件的网格截面上任意选择一网格点P1，并根据P1沿几何表面法向方向上相邻网格点P2。
其中，从属部件可以是与目标飞机挂架部件相交的相交部件，可以包括短舱部件、机翼部件和机身部件等。网格截面可以是从属部件的计算网格的截面。
在本发明实施例中，图7是本发明实施例二提供的一种网格投影的示例图，参见图7，可以在目标飞机挂架部件的从属部件的网格截面中任意选择一个网格点P1，并沿从属部件的法向方向上选择相邻网格的网格点P2。
步骤208、依次遍历选择目标飞机挂架部件的表面网格单元，并以所述表面网格单元的中心点O为分界将所述表面网格单元划分为四个三角形。
其中，表面网格单元可以是位于目标飞机挂架部件几何表面的网格单元。
具体的，可以将目标飞机挂架部件作为投影向从属部件投影的主部件，可以针对目标飞机挂架部件计算网格的所有表面网格单元确定出对应的中心点O，以中心点O及表格单元的四个顶点分别构成4个三角形，参见图7中的△AOB,△BOC,△COD和△DOA。
步骤209、确定网格点P1和P2连线与至少一组四个三角形在所述目标飞机挂架部件的表面网格单元的交点P3，若P3与四个三角形各顶点构成的夹角和等于360度，则将交点P3作为投影网格点。
在本发明实施例中，可以将点P1和点P2进行连接，将该连线延长到计算网格的表面网格单元中，可以将交点记为P3，并确定出步骤208中四个三角形与该点P3构成的夹角和是否为360度，例如，图7中的∠OP3A+∠AP3D+∠DP3O是否等于360度，若是，则P3点为投影网格点，否则继续选择其他网格单元的P3点进行判断。
步骤210、对投影完毕后的计算网格进行光顺化处理以缩小计算网格中端部网格与内部网格的间距。
具体的，由于目标飞机挂架部件的计算网格是沿展向方向网格参数生成，端部网格可以与内部网格存在较大间距，需要对计算网格进行光顺处理，减小端部网格与内部网格的间距，可以将内部网格的网格点与相邻的网格点的坐标值求平均值，可以将平均值对应的位置点作为内部网格的网格点。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，对投影完毕后的计算网格进行光顺化处理以缩小所述计算网格中端部网格与内部网格的间距，包括：
将所述计算网格中处于内部网格的所有网格点与沿展向方向上的相邻网格点取平均值。
具体的，可以保持目标飞机挂架部件的挂架外边界对应的网格不动，内部网格点与沿展向方向上的相邻点取平均，遍历所有内部网格点执行取平均的操作，可以迭代3-5次实现光顺化处理，图8是本发明实施例二提供的一种网格光顺化处理的效果示例图，参见图8，经过光顺化处理后计算网格的端部网格与内部网格之间的间距明显缩小，计算网格更加光顺平滑。
步骤211、确定投影网格点的投影位置为几何物面，则将投影网格点的边界条件设置为几何物面。
在本发明实施例中，可以对投影网格点的投影位置进行判断，若一个投影网格点的投影位置在几何物面，确定该投影网格点为几何物面的边界，可以将边界条件标定为几何物面，例如，在投影网格点的属性信息中使用特殊字符进行标识。
步骤212、确定投影网格点的投影位置为几何补面，则将投影网格点的边界条件设置为嵌套信息交界面。
具体的，可以对投影网格点的投影位置进行判断，若一个投影网格点的投影位置在几何补面，确定该投影网格点为飞机挂架部件与相交部件的补面对应的边界，可以将边界条件标定为嵌套信息交界面，该投影网格点可以存在两组部件的网格坐标系，例如，若投影网格点在短舱部件与目标飞机挂架部件的几何补面上，则该投影网格点位嵌套信息交界面。
本发明实施例，通过沿目标飞机挂架部件的横截面确定多组翼型几何数据点，并在一组翼型几何数据点无法组成翼型截面时进行补点，按照C-H型网格拓扑结构和翼型几何数据点确定计算网格，并通过相交部件的种类进行不同规则的端部网格的坐标转换，等于计算网格进行投影处理并按照投影网格点的投影位置标定边界条件，实现了计算网格的自动生成，降低飞机挂架部件的几何复杂度对流场特性分析的影响，避免飞机挂架部件各子区的计算网格存在间隙，可增强飞机流场特性分析的准确性。
示例性的，图9是本发明实施例二提供的一种飞机挂架网格生成及投影方法的示例图，参见图9，一个飞机挂架网格生成可以包括：1、将飞机挂架部件参数化描述为沿展向一系列翼型几何数据点，如果几何截面无法构成翼型，则需要补点制作辅助翼型；2、按照C-H网格拓扑结构生成挂架三维结构化贴体网格，设置控制参数只允许挂架端部网格进入其他部件几何物面，其他截面网格点必须为常规网格点；3、如果端部网格与机身部件相交，将端部网格转换到机身网格坐标系，考虑到其形态是由一系列从机头到机尾的类圆形几何截面组成，按照类圆截面坐标转换法进行网格变换；4、如果端部网格与短舱部件相交，将端部网格转换到短舱网格坐标系，考虑到其外圈形态是由一系列从短舱前缘到尾缘的类圆形几何截面组成，按照类圆截面坐标转换法进行网格变换。由于投影网格边界范围往往超出短舱几何物面涵盖范围，因此需将短舱前缘线、后缘线分别拖出至远场进行几何补面；5、如果端部网格与机翼部件相交，将端部网格转换到翼型坐标系，考虑到其形态是由一系列沿机翼展向翼型截面组成，按照C-H网格拓扑将端部网格转换到相应参考坐标系。由于投影网格边界往往超出机翼几何物面涵盖范围，因此需将机翼后缘线拖出至远场进行几何补面；6、将网格投影到几何表面并校验网格投影点准确性；7、对投影完毕后的挂架网格进行光顺化处理；8、标记投影后网格点边界条件类型。当使用本发明实施例方法确定出的计算网格以及投影进行流场分析时，流场分析结果更准确，参见图10，通过本发明实施例确定出计算网格和投影进行流场分析时，产生的风洞相比现有技术更加贴近飞机挂架，增强了流场分析的准确性。
实施例三
图11是本发明实施例三提供的一种飞机挂架网格生成及投影装置的结构示意图，可执行本发明任意实施例所提供的飞机挂架网格生成及投影方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。该装置可以由软件和/或硬件实现，具体包括：数据采集模块301、网格变换模块302、网格投影模块303和边界条件模块304。
数据采集模块301，用于沿目标飞机挂架部件的横截面确定至少两组翼型几何数据点。
网格变换模块302，用于根据所述翼型几何数据点生成计算网格并根据所述目标飞机挂架部件的相交部件变换所述计算网格。
网格投影模块303，用于将所述计算网格投影到所述目标飞机挂架部件的几何表面以生成投影网格点。
边界条件模块304，用于根据所述投影网格点在所述目标飞机挂架部件的投影位置标定边界条件。
本发明实施例，通过数据采集模块沿目标飞机挂架部件的横截面确定出至少两组翼型几何数据点，网格变换模块按照翼型几何数据点生成计算网格并根据目标飞机挂架部件的相交部件变换该计算网格，网格投影模块将变换后的计算网格投影到目标飞机挂架部件的几何表面以生成投影网格点，边界条件模块根据各投影网格点在目标飞机挂架部件的几何表面的投影位置标定边界条件，实现了计算网格的自动生成，降低飞机挂架部件的几何复杂度对流场特性分析的影响，避免飞机挂架部件各子区的计算网格存在间隙，可增强飞机流场特性分析的准确性。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，所述装置还包括：
补点模块，用于确定一组所述翼型几何数据点无法组成翼型截面时，增加新的翼型几何数据点以组成翼型截面。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，所述网格变换模块302包括：
网格生成单元，用于按照C-H型网格拓扑结构处理所述翼型几何数据点以生成三维结构化贴体网格作为计算网格。
机身转换单元，用于确定目标飞机挂架部件的相交部件为机身部件，将所述计算网格的端部网格转换到机身网格坐标系，其中，所述计算网络的转换依据包括类圆截面坐标转换规则。
短舱转换单元，用于确定目标飞机挂架部件的相交部件为短舱部件，将所述短舱部件的前缘线和后缘线拖至远场进行几何补面，并将所述计算网格的前端网格转换到短舱网格坐标系，其中，所述计算网络的转换依据包括类圆截面坐标转换规则。
机翼转换单元，用于确定目标飞机挂架部件的相交部件为机翼部件，将所述机翼部件的后缘线拖至远场进行几何补面，并将所述计算网格的前端网格转换到机翼网格坐标系，其中，所述计算网格的转换依据包括翼型坐标转换规则。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，所述网格投影模块303具体用于：
在所述目标飞机挂架部件的从属部件的网格截面上任意选择一网格点P1，并根据P1沿几何表面法向方向上相邻网格点P2；依次遍历选择所述目标飞机挂架部件的表面网格单元，并以所述表面网格单元的中心点O为分界将所述表面网格单元划分为四个三角形；确定网格点P1和P2连线与至少一组所述四个三角形在所述目标飞机挂架部件的表面网格单元的交点P3，若所述P3与所述四个三角形各顶点构成的夹角和等于360度，则将所述交点P3作为投影网格点。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，所述边界条件模块304包括：
物面标定单元，用于确定所述投影网格点的投影位置为几何物面，则将所述投影网格点的边界条件设置为几何物面。
补面标定单元，用于确定所述投影网格点的投影位置为几何补面，则将所述投影网格点的边界条件设置为嵌套信息交界面。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，所述装置还包括：
光顺化模块，用于对投影完毕后的计算网格进行光顺化处理以缩小所述计算网格中端部网格与内部网格的间距。
进一步的，在上述发明实施例的基础上，所述光顺化模块具体用于：将所述计算网格中处于内部网格的所有网格点与沿展向方向上的相邻网格点取平均值。
实施例四
图12是本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图，如图12所示，该电子设备包括处理器70、存储器71、输入装置72和输出装置73；电子设备中处理器70的数量可以是一个或多个，图12中以一个处理器70为例；电子设备中的处理器70、存储器71、输入装置72和输出装置73可以通过总线或其他方式连接，图12中以通过总线连接为例。
存储器71作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的飞机挂架网格生成及投影对应的程序指令/模块(例如，飞机挂架网格生成及投影装置中的数据采集模块301、网格变换模块302、网格投影模块303和边界条件模块304)。处理器70通过运行存储在存储器71中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的飞机挂架网格生成及投影方法。
存储器71可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器71可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器71可进一步包括相对于处理器70远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置72可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置73可包括显示屏等显示设备。
实施例五
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种飞机挂架网格生成及投影方法，该方法包括：
沿目标飞机挂架部件的横截面确定至少两组翼型几何数据点；
根据所述翼型几何数据点生成计算网格并根据所述目标飞机挂架部件的相交部件变换所述计算网格；
将所述计算网格投影到所述目标飞机挂架部件的几何表面以生成投影网格点；
根据所述投影网格点在所述目标飞机挂架部件的投影位置标定边界条件。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的飞机挂架网格生成及投影方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述飞机挂架网格生成及投影装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种飞机挂架网格生成及投影方法，其特征在于，所述方法包括：
沿目标飞机挂架部件的横截面确定至少两组翼型几何数据点；
根据所述翼型几何数据点生成计算网格并根据所述目标飞机挂架部件的相交部件变换所述计算网格；
将所述计算网格投影到所述目标飞机挂架部件的几何表面以生成投影网格点；
根据所述投影网格点在所述目标飞机挂架部件的投影位置标定边界条件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述沿目标飞机挂架部件的横截面确定至少两组翼型几何数据点之后，还包括：
确定一组所述翼型几何数据点无法组成翼型截面时，增加新的翼型几何数据点以组成翼型截面。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述翼型几何数据点生成计算网格并根据所述目标飞机挂架部件的相交部件变换所述计算网格，包括：
按照C-H型网格拓扑结构处理所述翼型几何数据点以生成三维结构化贴体网格作为计算网格；
确定目标飞机挂架部件的相交部件为机身部件，将所述计算网格的端部网格转换到机身网格坐标系，其中，所述计算网络的转换依据包括类圆截面坐标转换规则；
确定目标飞机挂架部件的相交部件为短舱部件，将所述短舱部件的前缘线和后缘线拖至远场进行几何补面，并将所述计算网格的前端网格转换到短舱网格坐标系，其中，所述计算网络的转换依据包括类圆截面坐标转换规则；
确定目标飞机挂架部件的相交部件为机翼部件，将所述机翼部件的后缘线拖至远场进行几何补面，并将所述计算网格的前端网格转换到机翼网格坐标系，其中，所述计算网格的转换依据包括翼型坐标转换规则。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述计算网格投影到所述目标飞机挂架部件的几何表面以生成投影网格点，包括：
在所述目标飞机挂架部件的从属部件的网格截面上任意选择一网格点P1，并根据P1沿几何表面法向方向上相邻网格点P2；
依次遍历选择所述目标飞机挂架部件的表面网格单元，并以所述表面网格单元的中心点O为分界将所述表面网格单元划分为四个三角形；
确定网格点P1和P2连线与至少一组所述四个三角形在所述目标飞机挂架部件的表面网格单元的交点P3，若所述P3与所述四个三角形各顶点构成的夹角和等于360度，则将所述交点P3作为投影网格点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述投影网格点在所述目标飞机挂架部件的投影位置标定边界条件，包括：
确定所述投影网格点的投影位置为几何物面，则将所述投影网格点的边界条件设置为几何物面；
确定所述投影网格点的投影位置为几何补面，则将所述投影网格点的边界条件设置为嵌套信息交界面。
6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，还包括：
对投影完毕后的计算网格进行光顺化处理以缩小所述计算网格中端部网格与内部网格的间距。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对投影完毕后的计算网格进行光顺化处理以缩小所述计算网格中端部网格与内部网格的间距，包括：
将所述计算网格中处于内部网格的所有网格点与沿展向方向上的相邻网格点取平均值。
8.一种飞机挂架网格生成及投影装置，其特征在于，所述装置包括：
数据采集模块，用于沿目标飞机挂架部件的横截面确定至少两组翼型几何数据点；
网格变换模块，用于根据所述翼型几何数据点生成计算网格并根据所述目标飞机挂架部件的相交部件变换所述计算网格；
网格投影模块，用于将所述计算网格投影到所述目标飞机挂架部件的几何表面以生成投影网格点；
边界条件模块，用于根据所述投影网格点在所述目标飞机挂架部件的投影位置标定边界条件。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的飞机挂架网格生成及投影方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的飞机挂架网格生成及投影方法。
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