CN114004076A - 一种针对燃烧数值模拟的后处理分析方法 - Google Patents

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詹翼
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Abstract

本发明公开了一种针对燃烧数值模拟的后处理分析方法，其包括以下步骤：S1、通过坐标转换得到易于描述中心线的坐标系，以便于生成燃烧室内中心线的几何点数据；S2、利用中心线及其几何点数据生成中心管道截面；S3、在中心管道截面上利用Q准则生成涡量数据与数据可视化的结果。本发明中所提供的方法，针对燃烧数值模拟后处理方法的问题，提出的能够解决燃烧问题所需特定后处理功能的方法，可以减少使用者在燃烧仿真模拟时后处理耗费的时间，从而可以大大提高从事燃烧相关的人员在使用后处理软件时的效率。

Description

一种针对燃烧数值模拟的后处理分析方法
技术领域
本发明整体可以应用于燃烧数值模拟的仿真后处理领域，尤其是发动机内部的燃烧，特别是涉及一种针对燃烧数值模拟的后处理分析方法。
背景技术
物理和工程类仿真模拟软件通过有限元等方法对多个领域进行模拟和数值计算，对于计算得到的文件，需要使用后处理的方式查看。后处理负责将计算结果的数据文件处理成图片、动画和数据表格等可视化的易于被人看懂的结果。
常见的后处理软件往往是为了兼顾多领域多学科的通用处理方法，可以比较笼统的应用在各个领域，但是缺乏对某一专业的具体需求开发定制化的后处理方法。因为各个专业在后处理结果数据时往往有各自的专业特色与需求。
在燃烧数值模拟的后处理过程中往往需要圆环管道切面、局部坐标系、粒子统计和化学反应速率计算等功能，这些功能在常见后处理软件中并没有或操作过于复杂不便于用户使用。因此需要开发一种专门针对于燃烧模拟的后处理方法。
发明内容
在本发明燃烧数值模拟的后处理分析方法中，针对燃烧数值模拟后处理方法的问题，提出了一种能够解决燃烧问题所需要的特定后处理功能的方法，从而可以大大提高从事燃烧相关的人员在使用后处理软件时的准确度和高效性。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供一种针对燃烧数值模拟的后处理分析方法，其特点在于，其包括以下步骤：
S1、通过坐标转换得到易于描述中心线的坐标系，以便于生成燃烧室内中心线的几何点数据；
S2、利用中心线及其几何点数据生成中心管道截面；
S3、在中心管道截面上利用Q准则生成涡量数据与数据可视化的结果。
较佳地，在步骤S1中，将Model坐标系下的指定的中心线转换为World坐标下的中心线、View坐标下的中心线或Display坐标下的中心线。
较佳地，在步骤S2中，中心管道截面生成包括：通过该中心线的几何点数据，将该些几何点依次连线，自动生成垂直于两个几何点连线方向的截面，以自动生成一系列截面。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明中所提供的方法，针对燃烧数值模拟后处理方法的问题，提出的能够解决燃烧问题所需特定后处理功能的方法，可以减少使用者在燃烧仿真模拟时后处理耗费的时间，从而可以大大提高从事燃烧相关的人员在使用后处理软件时的效率。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的针对燃烧数值模拟的后处理分析方法的流程图。
图2为本发明较佳实施例的中心管道截图的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的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。
如图1所示，本实施例提供一种针对燃烧数值模拟的后处理分析方法，其包括以下步骤：
步骤101、通过坐标转换得到易于描述中心线的坐标系，以便于生成燃烧室内中心线的几何点数据。
在步骤101中，将Model坐标系下的指定的中心线转换为World坐标下的中心线、View坐标下的中心线或Display坐标下的中心线。
Model坐标系统是定义模型时所采用的坐标系统，通常是局部的笛卡尔坐标系。例如，定义一个表示球体的Actor，一般的做法是将该球体定义在一个柱坐标系统里。
World坐标系统是放置Actor的三维空间坐标系，Actor其中的一个功能就是负责将模型从Model坐标系统变换到World坐标系统。每一个模型可以定义有自己的Model坐标系统，但World坐标系只有一个，每一个Actor必须通过放缩、旋转、平移等操作将Model坐标系变换到World坐标系。World坐标系同时也是相机和光照所在的坐标系统。
View坐标系统表示的是相机所看见的坐标系统。X、Y、Z轴取值为[-1,1]，X、Y值表示像平面上的位置，Z值表示到相机的距离。相机负责将World坐标系变换到View坐标系。
坐标之间的关系如下图所示：
Display坐标使用屏幕像素值。屏幕上显示的不同窗口的大小会影响View坐标系的坐标值[-1,1]到Display坐标系的映射。可以把不同的渲染场景放在同一个窗口进行显示，例如，在一个窗口里，分为左右两个渲染场景，这左右的渲染场景(vtkRenderer)是不同的视口(Viewport)。通过类vtkCoordinate来管理不同坐标系之间的变换来实现可通过设置旋转轴夹角设置另一套坐标系(局部直角坐标/圆柱坐标)的功能。
步骤102、利用中心线及其几何点数据生成中心管道截面(见图2)。
在步骤102中，中心管道截面生成包括：通过该中心线的几何点数据，将该些几何点依次连线，自动生成垂直于两个几何点连线方向的截面，以自动生成一系列截面。
步骤103、在中心管道截面上利用Q准则生成涡量数据与数据可视化的结果。
Q准则：
在流体力学的燃烧及多相流研究中，要对流场中涡的特征进行识别和可视化，涡是涡量集中的区域，涡心处的压力极小，流体的变形可以用速度梯度张量来表示，该张量可以分解为对称部分(应变率张量)和反对称部分(涡张量)，存在涡的区域反对称张量部分的贡献占优。涡判据必须具有伽利略不变性。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种针对燃烧数值模拟的后处理分析方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1、通过坐标转换得到易于描述中心线的坐标系，以便于生成燃烧室内中心线的几何点数据；
S2、利用中心线及其几何点数据生成中心管道截面；
S3、在中心管道截面上利用Q准则生成涡量数据与数据可视化的结果。
2.如权利要求1所述的针对燃烧数值模拟的后处理分析方法，其特征在于，在步骤S1中，将Model坐标系下的指定的中心线转换为World坐标下的中心线、View坐标下的中心线或Display坐标下的中心线。
3.如权利要求1所述的针对燃烧数值模拟的后处理分析方法，其特征在于，在步骤S2中，中心管道截面生成包括：通过该中心线的几何点数据，将该些几何点依次连线，自动生成垂直于两个几何点连线方向的截面，以自动生成一系列截面。
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