CN112613126B - 一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法及装置 - Google Patents
一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112613126B CN112613126B CN202011592374.9A CN202011592374A CN112613126B CN 112613126 B CN112613126 B CN 112613126B CN 202011592374 A CN202011592374 A CN 202011592374A CN 112613126 B CN112613126 B CN 112613126B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wall
- grid
- distance
- target
- external square
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/28—Design optimisation, verification or simulation using fluid dynamics, e.g. using Navier-Stokes equations or computational fluid dynamics [CFD]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2113/00—Details relating to the application field
- G06F2113/08—Fluids
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Algebra (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法及装置。所述方法包括步骤:获取包含飞行器外形的所有壁面网格点的外接方盒;采用二等分法对外接方盒进行循环切割,得到多个小外接方盒;检测目标多块结构网格中的目标网格单元的相邻网格单元是否计算过壁面距离;响应于相邻网格单元均未计算过壁面距离的检测结果,采用循环盒子法计算目标网格单元的壁面距离;响应于至少一个相邻网格单元计算过壁面距离的检测结果,采用阵面推进法计算目标网格单元及下一网格层中对应网格单元的壁面距离。所述装置包括对应实现上述步骤的各个功能模块。根据本发明,能够有效地解决现有应用于飞行器外形的壁面距离计算方法的通用性差或者效率低的问题。
Description
技术领域
本发明属于计算流体动力学技术领域,更具体地,涉及一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法及装置。
背景技术
目前,现有应用于飞行器外形的壁面距离计算方法主要分为两类,第一类是基于搜索比较的近似计算方法,第二类是基于求解偏微分方程的计算方法。其中,基于求解偏微分方程的计算方法需要迭代隐式求解Eikonal和Hamilton-Jacobi方程,不仅需要另外的编程来实现,而且如何保证对于各种复杂的工程问题也能达到合理快速的收敛性尚不得知。而对于基于搜索比较的近似计算方法而言,较为合理的还是直接计算方法,即采用遍历法计算每个离散点到所有壁面离散点的最小距离,该方法的优点是方法简单、程序实现容易以及不存在迭代收敛问题等,但当壁面离散点密集时,所需的计算量非常巨大,计算耗时长。
发明内容
本发明的目的在于解决现有应用于飞行器外形的壁面距离计算方法的通用性差或者效率低的问题。
为了实现上述目的,本发明提供一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法及装置。
根据本发明的第一方面,提供了一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法。
本发明的应用于飞行器外形的壁面距离计算方法包括以下步骤:
获取包含所述飞行器外形的所有壁面网格点的外接方盒;
采用二等分法对所述外接方盒进行循环切割,得到多个小外接方盒;
检测目标多块结构网格中的目标网格单元的相邻网格单元是否计算过壁面距离;
响应于所述相邻网格单元均未计算过壁面距离的检测结果,采用循环盒子法计算所述目标网格单元的壁面距离;
响应于至少一个所述相邻网格单元计算过壁面距离的检测结果,采用阵面推进法计算所述目标网格单元及下一网格层中对应网格单元的壁面距离。
作为优选的是,所述获取包含目标多块结构网格的所有壁面网格点的外接方盒的步骤包括:
收集所述所有壁面网格点,并存放于一个数组中;
对所述所有壁面网格点按照x坐标进行排序;
在笛卡儿坐标系中计算包括所述所有壁面网格点的外接长方体,得到所述外接方盒。
作为优选的是,所述对所述所有壁面网格点按照x坐标进行排序的步骤采用堆排序的方式实现。
作为优选的是,所述采用二等分法对所述外接方盒进行循环切割,得到多个小外接方盒的步骤包括:
沿所述外接方盒的最长边对所述外接方盒进行二等分,得到两个中间外接方盒;
按照以上切割方式持续对得到的每个中间外接方盒进行二等分,直至切割层次达到预定的切割层次阈值或者得到的中间外接方盒所包含的壁面网格点的数量达到预定的壁面网格点数量阈值;
如此得到的多个中间外接方盒为所述多个小外接方盒。
作为优选的是,所述切割层次阈值为10层;
和/或,
所述壁面网格点数量阈值为50个。
作为优选的是,所述目标网格单元的相邻网格单元为所述目标网格单元在I、J和K矢量方向上的六个邻居单元。
作为优选的是,所述响应于所述相邻网格单元均未计算过壁面距离的检测结果,采用循环盒子法计算所述目标网格单元的壁面距离的步骤包括:
按照距离所述目标网格单元由近及远的顺序对所述多个小外接方盒进行排序;
计算距离所述目标网格单元最近的小外接方盒包含的每个壁面网格点到所述目标网格单元的距离,将计算出的最小距离作为所述目标网格单元到最近外接小方盒的距离;
根据所述多个小外接方盒的排序,按照以上所述目标网格单元到外接小方盒的距离的获取方式,依次获取所述目标网格单元到后续外接小方盒的距离,直至获取的所述目标网格单元到后续外接小方盒的距离大于所述目标网格单元到最近外接小方盒的距离;
将最后一次获取的所述目标网格单元到后续外接小方盒的距离作为所述目标网格单元的壁面距离,并记录所述目标网格单元对应的小外接方盒上的最近壁面节点。
作为优选的是,所述按照距离所述目标网格单元由近及远的顺序对所述多个小外接方盒进行排序的步骤采用堆排序的方式实现。
作为优选的是,所述响应于至少一个所述相邻网格单元计算过壁面距离的检测结果,采用阵面推进法计算所述目标网格单元的壁面距离的步骤包括:
计算所述目标网格单元到每个计算过壁面距离的相邻网格单元所对应的最近壁面节点以及该最近壁面节点的相邻壁面节点的距离;
将计算出的最小距离作为所述目标网格单元的壁面距离,并记录所述目标网格单元对应的最近壁面节点;
进入所述目标多块结构网格的下一网格层,根据所述目标网格单元对应的最近壁面节点计算该网格层中对应于所述目标网格单元的网格单元的壁面距离,直至计算出所述目标多块结构网格的所有后续网格层中对应于所述目标网格单元的网格单元的壁面距离。
根据本发明的第二方面,提供了一种应用于飞行器外形的壁面距离计算装置。
本发明的应用于飞行器外形壁面距离计算装置包括以下功能模块:
外接方盒获取模块,获取包含所述飞行器外形的所有壁面网格点的外接方盒;
小外接方盒获取模块,用于采用二等分法对所述外接方盒进行循环切割,得到多个小外接方盒;
相邻网格单元状态检测模块,用于检测目标多块结构网格中的目标网格单元的相邻网格单元是否计算过壁面距离;
壁面距离计算模块,用于响应于所述相邻网格单元均未计算过壁面距离的检测结果,采用循环盒子法计算所述目标网格单元的壁面距离,以及响应于至少一个所述相邻网格单元计算过壁面距离的检测结果,采用阵面推进法计算所述目标网格单元及下一网格层中对应网格单元的壁面距离。
本发明的有益效果在于:
本发明的应用于飞行器外形的壁面距离计算方法,首先获取包含所述飞行器外形的所有壁面网格点的外接方盒;其次采用二等分法对所述外接方盒进行循环切割,得到多个小外接方盒;再次检测目标多块结构网格中的目标网格单元的相邻网格单元是否计算过壁面距离。当所述目标网格单元的相邻网格单元均未计算过壁面距离时,采用循环盒子法计算所述目标网格单元的壁面距离;当所述目标网格单元的相邻网格单元计算过壁面距离时,采用阵面推进法计算所述目标网格单元及下一网格层中对应网格单元的壁面距离。
与现有基于求解偏微分方程的飞行器外形壁面距离计算方法相比,本发明的应用于飞行器外形的壁面距离计算方法的程序实现简单且不受针对各种复杂工程问题的收敛性制约。与现有基于搜索比较的飞行器外形壁面距离计算方法相比,本发明的应用于飞行器外形的壁面距离计算方法因采用循环盒子法与阵面推进法相耦合的壁面距离计算方式使得自身的计算效率大大提高,不仅计算时间缩小一个量级而且可以获得与直接计算方法相同的结果。因此,本发明的应用于飞行器外形的壁面距离计算方法能够有效地解决现有应用于飞行器外形的壁面距离计算方法的通用性差或者效率低的问题。
本发明的应用于飞行器外形的壁面距离计算装置与上述壁面距离计算方法属于一个总的发明构思,故与上述壁面距离计算方法具有相同的有益效果。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本发明示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的实施例的应用于飞行器外形的壁面距离计算方法的实现流程图。
图2示出了根据本发明的实施例的应用于飞行器外形的壁面距离计算装置的原理框图。
图3示出了根据本发明的实施例的翼身组合体外形壁面距离等值线图。
图4示出了根据本发明的实施例的飞翼外形壁面距离等值线图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例:图1示出了根据本发明的实施例的应用于飞行器外形的壁面距离计算方法的实现流程图。参照图1,本实施例的应用于飞行器外形的壁面距离计算方法包括以下步骤:
步骤S100、获取包含所述飞行器外形的所有壁面网格点的外接方盒;
步骤S200、采用二等分法对所述外接方盒进行循环切割,得到多个小外接方盒;
步骤S300、检测目标多块结构网格中的目标网格单元的相邻网格单元是否计算过壁面距离;
步骤S400、响应于所述相邻网格单元均未计算过壁面距离的检测结果,采用循环盒子法计算所述目标网格单元的壁面距离;
步骤S500、响应于至少一个所述相邻网格单元计算过壁面距离的检测结果,采用阵面推进法计算所述目标网格单元及下一网格层中对应网格单元的壁面距离。
本实施例的壁面距离计算方法提供一种适用于任意复杂多块对接、拼接、重叠结构网格的新型壁面距离高效计算方法,该方法通用性好、计算效率高、程序实现较为简单。本实施例的壁面距离计算方法进一步解决动网格数值模拟时重复计算壁面距离所需计算量大、耗时长的难题。
本实施例的壁面距离计算方法较于单纯的循环盒子方法,不必对所有的盒子均进行最近距离的计算比较,大大节省了对盒子进行排序的时间,且无需对最近盒子内所有的壁面网格点进行计算比较,进一步提高了计算效率。
本实施例中,步骤S100具体包括:
收集所述所有壁面网格点,并存放于一个数组中;
对所述所有壁面网格点按照x坐标进行排序;
在笛卡儿坐标系中计算包括所述所有壁面网格点的外接长方体,得到所述外接方盒。
本实施例中,所述对所述所有壁面网格点按照x坐标进行排序的步骤采用堆排序的方式实现。
本实施例中,步骤S200具体包括:
沿所述外接方盒的最长边对所述外接方盒进行二等分,得到两个中间外接方盒;
按照以上切割方式持续对得到的每个中间外接方盒进行二等分,直至切割层次达到预定的切割层次阈值或者得到的中间外接方盒所包含的壁面网格点的数量达到预定的壁面网格点数量阈值;
如此得到的多个中间外接方盒为所述多个小外接方盒。
本实施例中,所述切割层次阈值为10层,所述壁面网格点数量阈值为50个。
本实施例中,所述目标网格单元的相邻网格单元为所述目标网格单元在I、J和K矢量方向上的六个邻居单元。
本实施例中,步骤S400具体包括:
按照距离所述目标网格单元由近及远的顺序对所述多个小外接方盒进行排序;
计算距离所述目标网格单元最近的小外接方盒包含的每个壁面网格点到所述目标网格单元的距离,将计算出的最小距离作为所述目标网格单元到最近外接小方盒的距离;
根据所述多个小外接方盒的排序,按照以上所述目标网格单元到外接小方盒的距离的获取方式,依次获取所述目标网格单元到后续外接小方盒的距离,直至获取的所述目标网格单元到后续外接小方盒的距离大于所述目标网格单元到最近外接小方盒的距离;
将最后一次获取的所述目标网格单元到后续外接小方盒的距离作为所述目标网格单元的壁面距离,并记录所述目标网格单元对应的小外接方盒上的最近壁面节点。
本实施例中,所述按照距离所述目标网格单元由近及远的顺序对所述多个小外接方盒进行排序的步骤采用堆排序的方式实现。
本实施例中,步骤S500具体包括:
所述响应于至少一个所述相邻网格单元计算过壁面距离的检测结果,采用阵面推进法计算所述目标网格单元的壁面距离的步骤包括:
计算所述目标网格单元到每个计算过壁面距离的相邻网格单元所对应的最近壁面节点以及该最近壁面节点的相邻壁面节点的距离;
将计算出的最小距离作为所述目标网格单元的壁面距离,并记录所述目标网格单元对应的最近壁面节点;
进入所述目标多块结构网格的下一网格层,根据所述目标网格单元对应的最近壁面节点计算该网格层中对应于所述目标网格单元的网格单元的壁面距离,直至计算出所述目标多块结构网格的所有后续网格层中对应于所述目标网格单元的网格单元的壁面距离。
相应地,本实施例还提出了一种应用于飞行器外形的壁面距离计算装置。
图2示出了根据本发明的实施例的应用于飞行器外形的壁面距离计算装置的原理框图。参照图2,本实施例的应用于飞行器外形的壁面距离计算装置包括以下功能模块:
外接方盒获取模块,用于获取包含所述飞行器外形的所有壁面网格点的外接方盒;
小外接方盒获取模块,用于采用二等分法对所述外接方盒进行循环切割,得到多个小外接方盒;
相邻网格单元状态检测模块,用于检测目标多块结构网格中的目标网格单元的相邻网格单元是否计算过壁面距离;
壁面距离计算模块,用于响应于所述相邻网格单元均未计算过壁面距离的检测结果,采用循环盒子法计算所述目标网格单元的壁面距离,以及响应于至少一个所述相邻网格单元计算过壁面距离的检测结果,采用阵面推进法计算所述目标网格单元及下一网格层中对应网格单元的壁面距离。
本实施例的壁面距离计算装置,在循环盒子法计算壁面距离的基础上,耦合阵面推进思想,实现多块结构网格单元壁面距离的准确快速获取。本实施例的壁面距离计算装置首先基于方盒切割技术将所有物面点分别放进若干个不同的方盒,并选取结构网格块中某一网格单元作为起始单元,循环所有物面点方盒,进而得到起始网格单元的壁面距离,然后针对多块结构网格天然的分层存储特点,采用阵面推进的方法逐层计算每个网格单元的壁面距离。本实施例的壁面距离计算装置通用性好、计算效率高、程序实现较为简单,适用于任意复杂多块对接、拼接、重叠结构网格。
以下对本实施例的壁面距离计算方法进行更为详细的说明:
基于二分法的原理,对包含所有壁面网格点的方盒进行循环切割,具体实施步骤如下:
(1)收集所有的壁面网格点,存放在一个数组中;
(2)为了以后处理方便,对壁面网格点按照x坐标进行排序。排序方法可以采用堆排序方法,这种方法速度比快速排序稍慢,但只需要一个单元的附加内存;
(3)在笛卡儿坐标系中计算包括所有壁面网格点的外接长方体;
(4)沿外接长方体的最长边二等分(网格点等分),形成两个外接长方体,把壁面网格点划分到这两个长方体内;
(5)重复第4步的划分,直到划分的层次达到10层,或者划分后的外接长方体内只含有50个壁面网格点。这样把原来的一个外接长方体划分为n个外接长方体。
完成上述对壁面网格点的预处理后,对多块结构网格中的所有网格单元进行标记:未计算过壁面距的标记为0,计算过壁面距的标记为10。沿I,J,K方向循环网格单元的6个邻居单元,根据邻居单元的标记情况,确定网格单元壁面距离的计算策略。
若周围网格单元均未计算过壁面距,则采用循环盒子法计算其壁面距离,具体过程如下:
(1)对多块结构网格中的所有网格单元进行标记:未计算过壁面距的标记为0,计算过壁面距的标记为10。
(2)沿I,J,K方向循环网格单元的6个邻居单元,如果周围网格单元均未计算过壁面距,则采用循环盒子法计算其壁面距离,具体过程如下:
a)首先计算该网格单元到n个外接方盒外表面的距离,按照距离,对这n个外接方盒从小到大排序;
b)从距离最近的外接方盒开始,采用穷举法,计算该外接方盒包含的所有壁面网格点到该网格单元的距离,取其中最近的距离作为网格单元到该外接方盒的距离;
c)从距离第2近的外接方盒依次重复步骤(b),直到找到的距离比已发现的长为止。此时的网格单元到外接方盒的距离就是该网格单元的最近壁面距离,并记下该网格单元所对应的最近壁面节点。
循环盒子法需要大量的排序运算,排序算法的选择对于计算效率影响巨大。目前排序算法较快的有快速排序和堆排序。快速排序在最好情况下排序速度快于堆排序,最坏情况下排序速度要小于堆排序,又因为堆排序所需内存较小,因此本实施例的排序算法采用堆排序。
若周围网格单元计算过壁面距离,针对结构网格天然分层存储的特点,采用阵面推进的思想,逐层计算网格单元的壁面距离,具体过程如下:
循环计算该网格单元到邻居网格单元所对应的壁面节点及其邻居壁面节点的距离,取最小距离作为该网格单元的壁面距离,并记下该网格单元所对应的最近壁面节点。
进入下一层,若当前网格单元已计算过壁面距离,则循环至下一个网格单元,如果所有网格单元循环完毕,则结束计算;否则,返回执行该步骤。
为了更有力、更充分地说明本实施例的壁面距离计算方法的计算效率,本实施例针对翼身组合体与飞翼两种外形飞行器开展了壁面距离计算测试:
其中,翼身组合体外形网格量大约为1300万,飞翼外形网格量大约为900万。获得的本实施例的壁面距离计算方法与现有技术计算壁面距离的耗时对比结果如表1所示:
表1本实施例与现有技术的计算耗时对比
通过上述获得的两种外形的壁面距离等值线图分别如图3和图4所示。
根据表1所示的数据以及图3、图4可知,本实施例的壁面距离计算方法具有高度的计算效率及准确性。
本实施例的壁面距离计算方法针对多块结构网格天然的分层存储特点,在循环盒子法计算壁面距离的基础上,耦合阵面推进思想,实现了结构网格单元壁面距离的准确快速获取功能。本实施例的壁面距离计算方法的通用性好、计算效率高、程序实现较为简单,适用于任意复杂多块对接、拼接、重叠的结构网格。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (8)
1.一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法,其特征在于,包括:
获取包含所述飞行器外形的所有壁面网格点的外接方盒;
采用二等分法对所述外接方盒进行循环切割,得到多个小外接方盒;
检测目标多块结构网格中的目标网格单元的相邻网格单元是否计算过壁面距离;
响应于所述相邻网格单元均未计算过壁面距离的检测结果,采用循环盒子法计算所述目标网格单元的壁面距离;
响应于至少一个所述相邻网格单元计算过壁面距离的检测结果,采用阵面推进法计算所述目标网格单元及下一网格层中对应网格单元的壁面距离;
其中,所述响应于所述相邻网格单元均未计算过壁面距离的检测结果,采用循环盒子法计算所述目标网格单元的壁面距离的步骤包括:
按照距离所述目标网格单元由近及远的顺序对所述多个小外接方盒进行排序;
计算距离所述目标网格单元最近的小外接方盒包含的每个壁面网格点到所述目标网格单元的距离,将计算出的最小距离作为所述目标网格单元到最近外接小方盒的距离;
根据所述多个小外接方盒的排序,按照以上所述目标网格单元到外接小方盒的距离的获取方式,依次获取所述目标网格单元到后续外接小方盒的距离,直至获取的所述目标网格单元到后续外接小方盒的距离大于所述目标网格单元到最近外接小方盒的距离;
将最后一次获取的所述目标网格单元到后续外接小方盒的距离作为所述目标网格单元的壁面距离,并记录所述目标网格单元对应的小外接方盒上的最近壁面节点;
其中,所述响应于至少一个所述相邻网格单元计算过壁面距离的检测结果,采用阵面推进法计算所述目标网格单元的壁面距离的步骤包括:
计算所述目标网格单元到每个计算过壁面距离的相邻网格单元所对应的最近壁面节点以及该最近壁面节点的相邻壁面节点的距离;
将计算出的最小距离作为所述目标网格单元的壁面距离,并记录所述目标网格单元对应的最近壁面节点;
进入所述目标多块结构网格的下一网格层,根据所述目标网格单元对应的最近壁面节点计算该网格层中对应于所述目标网格单元的网格单元的壁面距离,直至计算出所述目标多块结构网格的所有后续网格层中对应于所述目标网格单元的网格单元的壁面距离。
2.根据权利要求1所述的壁面距离计算方法,其特征在于,所述获取包含所述飞行器外形的所有壁面网格点的外接方盒的步骤包括:
收集所述所有壁面网格点,并存放于一个数组中;
对所述所有壁面网格点按照x坐标进行排序;
在笛卡儿坐标系中计算包括所述所有壁面网格点的外接长方体,得到所述外接方盒。
3.根据权利要求2所述的壁面距离计算方法,其特征在于,所述对所述所有壁面网格点按照x坐标进行排序的步骤采用堆排序的方式实现。
4.根据权利要求1所述的壁面距离计算方法,其特征在于,所述采用二等分法对所述外接方盒进行循环切割,得到多个小外接方盒的步骤包括:
沿所述外接方盒的最长边对所述外接方盒进行二等分,得到两个中间外接方盒;
按照以上切割方式持续对得到的每个中间外接方盒进行二等分,直至切割层次达到预定的切割层次阈值或者得到的中间外接方盒所包含的壁面网格点的数量达到预定的壁面网格点数量阈值;
如此得到的多个中间外接方盒为所述多个小外接方盒。
5.根据权利要求4所述的壁面距离计算方法,其特征在于,所述切割层次阈值为10层;
和/或,
所述壁面网格点数量阈值为50个。
6.根据权利要求1所述的壁面距离计算方法,其特征在于,所述目标网格单元的相邻网格单元为所述目标网格单元在I、J和K矢量方向上的六个邻居单元。
7.根据权利要求1所述的壁面距离计算方法,其特征在于,所述按照距离所述目标网格单元由近及远的顺序对所述多个小外接方盒进行排序的步骤采用堆排序的方式实现。
8.一种应用于飞行器外形的壁面距离计算装置,其特征在于,包括:
外接方盒获取模块,用于获取包含所述飞行器外形的所有壁面网格点的外接方盒;
小外接方盒获取模块,用于采用二等分法对所述外接方盒进行循环切割,得到多个小外接方盒;
相邻网格单元状态检测模块,用于检测目标多块结构网格中的目标网格单元的相邻网格单元是否计算过壁面距离;
壁面距离计算模块,用于响应于所述相邻网格单元均未计算过壁面距离的检测结果,采用循环盒子法计算所述目标网格单元的壁面距离,以及响应于至少一个所述相邻网格单元计算过壁面距离的检测结果,采用阵面推进法计算所述目标网格单元及下一网格层中对应网格单元的壁面距离;
其中,所述响应于所述相邻网格单元均未计算过壁面距离的检测结果,采用循环盒子法计算所述目标网格单元的壁面距离的步骤包括:
按照距离所述目标网格单元由近及远的顺序对所述多个小外接方盒进行排序;
计算距离所述目标网格单元最近的小外接方盒包含的每个壁面网格点到所述目标网格单元的距离,将计算出的最小距离作为所述目标网格单元到最近外接小方盒的距离;
根据所述多个小外接方盒的排序,按照以上所述目标网格单元到外接小方盒的距离的获取方式,依次获取所述目标网格单元到后续外接小方盒的距离,直至获取的所述目标网格单元到后续外接小方盒的距离大于所述目标网格单元到最近外接小方盒的距离;
将最后一次获取的所述目标网格单元到后续外接小方盒的距离作为所述目标网格单元的壁面距离,并记录所述目标网格单元对应的小外接方盒上的最近壁面节点;
其中,所述响应于至少一个所述相邻网格单元计算过壁面距离的检测结果,采用阵面推进法计算所述目标网格单元的壁面距离的步骤包括:
计算所述目标网格单元到每个计算过壁面距离的相邻网格单元所对应的最近壁面节点以及该最近壁面节点的相邻壁面节点的距离;
将计算出的最小距离作为所述目标网格单元的壁面距离,并记录所述目标网格单元对应的最近壁面节点;
进入所述目标多块结构网格的下一网格层,根据所述目标网格单元对应的最近壁面节点计算该网格层中对应于所述目标网格单元的网格单元的壁面距离,直至计算出所述目标多块结构网格的所有后续网格层中对应于所述目标网格单元的网格单元的壁面距离。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011592374.9A CN112613126B (zh) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011592374.9A CN112613126B (zh) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法及装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112613126A CN112613126A (zh) | 2021-04-06 |
CN112613126B true CN112613126B (zh) | 2023-07-28 |
Family
ID=75248880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011592374.9A Active CN112613126B (zh) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法及装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112613126B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113609599B (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-07 | 北京航空航天大学 | 一种飞行器湍流绕流模拟的壁面距有效单元计算方法 |
CN114756974B (zh) * | 2022-06-13 | 2022-09-02 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 一种考虑物面法向信息的壁面距离计算方法 |
CN117540507A (zh) * | 2024-01-08 | 2024-02-09 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 全环网格壁面距离的计算方法及装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104573151A (zh) * | 2013-10-22 | 2015-04-29 | 北京临近空间飞行器系统工程研究所 | 一种壁面网格点数据获取的循环通信方法 |
CN108459909A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-08-28 | 北京临近空间飞行器系统工程研究所 | 一种适于并行处理的多体分离网格重叠方法及系统 |
CN109948002A (zh) * | 2019-03-14 | 2019-06-28 | 空气动力学国家重点实验室 | 基于平衡kd树的非结构网格最近壁面距离求解方法 |
-
2020
- 2020-12-29 CN CN202011592374.9A patent/CN112613126B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104573151A (zh) * | 2013-10-22 | 2015-04-29 | 北京临近空间飞行器系统工程研究所 | 一种壁面网格点数据获取的循环通信方法 |
CN108459909A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-08-28 | 北京临近空间飞行器系统工程研究所 | 一种适于并行处理的多体分离网格重叠方法及系统 |
CN109948002A (zh) * | 2019-03-14 | 2019-06-28 | 空气动力学国家重点实验室 | 基于平衡kd树的非结构网格最近壁面距离求解方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
一种新的壁面距离计算方法――循环盒子法;赵慧勇;贺旭照;乐嘉陵;;计算物理(04);全文 * |
一种高效的壁面距离计算方法;李广宁;李凤蔚;周志宏;;航空工程进展(02);全文 * |
壁面距离循环盒子法并行计算与仿真研究;张洪亮;林娜;李明星;;计算机仿真(02);全文 * |
湍流模拟壁面距离MPI/OpenMP混合并行计算方法;赵钟;何磊;张健;徐庆新;张来平;;空气动力学学报(06);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112613126A (zh) | 2021-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112613126B (zh) | 一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法及装置 | |
CN108459909B (zh) | 一种适于并行处理的多体分离网格重叠方法及系统 | |
CN110599506B (zh) | 一种复杂异形曲面机器人三维测量的点云分割方法 | |
CN112100937B (zh) | 基于壁面距的高效重叠网格并行装配方法 | |
CN113868476B (zh) | 一种基于局部密度的八叉树点云预处理方法 | |
CN104574517B (zh) | 三维模型的边界面网格单元的处理方法和装置 | |
CN111222418A (zh) | 一种车道线的多道路片段的众包数据快速融合优化方法 | |
CN105631929A (zh) | 点云精简方法及系统 | |
WO2019019653A1 (zh) | 对地形边界进行提取的设备和方法 | |
CN114756974B (zh) | 一种考虑物面法向信息的壁面距离计算方法 | |
CN111695281B (zh) | 一种四面体网格划分有限元粒子模拟的粒子快速定位方法 | |
CN117473655B (zh) | 基于边坍缩网格优化的飞行器仿真驱动设计方法和装置 | |
CN115952691A (zh) | 多站无源时差交叉联合定位系统的优化布站方法及装置 | |
CN115546116A (zh) | 全覆盖式岩体不连续面提取与间距计算方法及系统 | |
CN112241676A (zh) | 一种地形杂物自动识别的方法 | |
CN116484702B (zh) | 一种适用于任意单元类型的非结构嵌套网格计算方法 | |
CN106446472A (zh) | 数控加工几何仿真中基于stl模型的交线环求取算法 | |
CN110162903B (zh) | 一种基于格网并行的城市建筑迎风面密度计算方法及系统 | |
Wang et al. | Application of A* algorithm in intelligent vehicle path planning | |
CN110728030A (zh) | 基于表面式凝汽器数值模拟汽水两侧耦合的方法 | |
CN115131571A (zh) | 一种基于点云预处理六领域的建筑物局部特征点识别方法 | |
CN113552881A (zh) | 一种用于神经网络训练的多路径规划数据集生成方法 | |
CN108734181A (zh) | 一种加速在线生成核反应堆堆芯特征线的方法 | |
CN114119929B (zh) | 飞行器流场分析中的物面距阵面推进并行计算方法 | |
CN114036773B (zh) | 一种块体离散元数值模型外轮廓几何快速检索方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |