CN115344902A - 自由面重构方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种自由面重构方法、装置、设备及介质，涉及水气多相流计算领域，包括：分别利用第一单值函数和第二单值函数确定当前时刻下的自由面中每一个网格的第一斜率和第二斜率；获取所述第一斜率和所述第二斜率之间的第一对比关系，确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息；基于所述第一对比关系从所述第一斜率和所述第二斜率中确定出目标斜率，获取所述目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息；利用所述第二位置信息计算出每相邻网格之间的体积分数通量，以便利用所述体积分数通量对下一时刻的所述自由面进行重构。能够提高自由面重构的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及水气多相流计算领域，特别涉及自由面重构方法、装置、设备及介质。
背景技术
两相流自由面模拟在大坝坍塌、水上飞机起降、导弹出入水等实际问题进行分析时是十分重要的，而自由面重构是两相流自由面模拟的关键所在，能够进行精确的自由面重构可以使得在进行实际问题分析时获取更加准确的流场细节。施主-受主格式和几何重构方法是Hirt-VOF两相流方法的重要组成部分，该方法结合Hirt-Nichols自由面重构技术，利用施主-受主格式求解体积分数方程，具有原理简单，易于编程实现等优点，至今仍被广泛应用。标准的Hirt-VOF方法采用“零”阶自由面重构方案，因此计算时容易产生体积分数通量异常，导致流场中出现非物理的自由面破碎现象，产生虚假的液滴和气泡。
综上可见，如何提高自由面重构的精确度是本领域有待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自由面重构方法、装置、设备及介质，能够提高自由面重构的精确度。其具体方案如下：
第一方面，本申请公开了一种自由面重构方法，包括：
分别利用第一单值函数和第二单值函数确定当前时刻下的自由面中每一个网格的第一斜率和第二斜率；
获取所述第一斜率和所述第二斜率之间的第一对比关系，并基于所述第一对比关系确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息；
基于所述第一对比关系从所述第一斜率和所述第二斜率中确定出目标斜率，并获取所述目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，然后利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息；
利用所述第二位置信息计算出每相邻所述网格之间的体积分数通量，以便利用所述体积分数通量对下一时刻的所述自由面进行重构。
可选的，所述获取所述第一斜率和所述第二斜率之间的第一对比关系，包括：
获取所述第一斜率的第一绝对值和所述第二斜率的第二绝对值，并比较所述第一绝对值和所述第二绝对值的大小，以得到第一对比关系。
可选的，所述基于所述第一对比关系确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息，包括：
若所述第一对比关系表征所述第一绝对值大于所述第二绝对值，则确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息为水平位置；
若所述第一对比关系表征所述第一绝对值小于所述第二绝对值，则确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息为竖直位置。
可选的，所述基于所述第一对比关系从所述第一斜率和所述第二斜率中确定出目标斜率，包括：
若所述第一对比关系表征所述第一绝对值大于所述第二绝对值，则将所述第一斜率确定为目标斜率；
若所述第一对比关系表征所述第一绝对值小于所述第二绝对值，则将所述第二斜率确定为所述目标斜率。
可选的，所述利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息，包括：
若所述第一位置信息为所述水平位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率大于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的上部；
若所述第一位置信息为所述水平位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率小于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的下部。
可选的，所述利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息，包括：
若所述第一位置信息为所述竖直位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率大于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的右部；
若所述第一位置信息为所述竖直位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率小于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的左部。
可选的，所述利用所述第二位置信息计算出每相邻所述网格之间的体积分数通量，包括：
基于预设时间间隔确定下一时刻；
在所述下一时刻下，利用所述第二位置信息计算出在所述预设时间间隔内每相邻所述网格之间的体积分数通量。
第二方面，本申请公开了一种自由面重构装置，包括：
斜率确定模块，用于分别利用第一单值函数和第二单值函数确定当前时刻下的自由面中每一个网格的第一斜率和第二斜率；
第一位置获取模块，用于获取所述第一斜率和所述第二斜率之间的第一对比关系，并基于所述第一对比关系确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息；
第二位置获取模块，用于基于所述第一对比关系从所述第一斜率和所述第二斜率中确定出目标斜率，并获取所述目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，然后利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息；
自由面重构模块，用于利用所述第二位置信息计算出每相邻所述网格之间的体积分数通量，以便利用所述体积分数通量对下一时刻的所述自由面进行重构。
第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述公开的自由面重构方法的步骤。
第四方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的自由面重构方法的步骤。
可见，本申请分别利用第一单值函数和第二单值函数确定当前时刻下的自由面中每一个网格的第一斜率和第二斜率；获取所述第一斜率和所述第二斜率之间的第一对比关系，并基于所述第一对比关系确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息；基于所述第一对比关系从所述第一斜率和所述第二斜率中确定出目标斜率，并获取所述目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，然后利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息；利用所述第二位置信息计算出每相邻所述网格之间的体积分数通量，以便利用所述体积分数通量对下一时刻的所述自由面进行重构。由此可见，本申请利用第一斜率和第二斜率之间的第一对比关系获取每一个网格中目标流体的第一位置信息，并利用第一位置信息和第二对比关系确定目标流体的第二位置信息，然后利用目标流体的具体位置即第二位置信息精确计算出每相邻网格之间的体积分数通量，因为计算出的体积分数通量更加精确，就可以消除在利用体积分数通量进行自由面重构时所产生的异常破碎现象，进而提高自由面重构的精确度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请公开的一种自由面重构方法流程图；
图2为本申请公开的一种具体的斜率示意图；
图3为本申请公开的一种具体的目标流体位置示意图；
图4为本申请公开的一种具体的流体流动示意图；
图5为本申请公开的一种具体的初始时刻Zaleska模型示意图；
图6为本申请公开的一种具体的自由面重构示意图；
图7为本申请公开的一种具体的自由面重构示意图；
图8为本申请公开的一种具体的自由面重构方法流程图；
图9为本申请公开的一种具体的初始时刻圆形水滴示意图；
图10为本申请公开的一种具体的自由面重构示意图；
图11为本申请公开的一种具体的自由面重构示意图；
图12为本申请公开的一种自由面重构装置结构示意图；
图13为本申请公开的一种电子设备结构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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。
两相流自由面模拟在大巴坍塌、水上飞机起降、导弹出入水等实际问题进行分析时是十分重要的，而自由面重构是两相流自由面模拟的关键所在，能够进行精确的自由面重构可以使得在进行实际问题分析时获取更加准确的流场细节。施主-受主格式和几何重构方法是Hirt-VOF两相流方法的重要组成部分，该方法结合Hirt-Nichols自由面重构技术，利用施主-受主格式求解体积分数方程，具有原理简单，易于编程实现等优点，至今仍被广泛应用。标准的Hirt-VOF方法采用“零”阶自由面重构方案，因此计算时容易产生体积分数通量异常，导致流场中出现非物理的自由面破碎现象，产生虚假的液滴和气泡。
为此本申请相应的提供了一种自由面重构方案，能够提高自由面重构的精确度。
参见图1所示，本申请实施例公开了一种自由面重构方法，包括：
步骤S11：分别利用第一单值函数和第二单值函数确定当前时刻下的自由面中每一个网格的第一斜率和第二斜率。
本实施例中，将当前时刻下的自由面看作称局部第一单值函数
和局部第二单值函数
，并估算出自由面中每个网格的第一斜率
和第二斜率
，例如自由面中存在9个网格，则依次估算出每个网格的第一斜率和第二斜率，例如图2所示的一种具体的斜率示意图，其中涉及公式如下所示：
式中，
表示第一单值函数，
表示第二单值函数，
表示网格第几列，
表示网格第几行，
表示第l列第k行位置处网格的体积分数，
表示第k列第l行位置处网格的体积分数，
表示第k列网格x方向长度，
表示第k行网格y方向长度。
步骤S12：获取所述第一斜率和所述第二斜率之间的第一对比关系，并基于所述第一对比关系确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息。
本实施例中，分别确定出第一斜率、第二斜率的绝对值，即第一斜率的第一绝对值，第二斜率的第二绝对值，并比较第一绝对值和第二绝对值的大小，以得到第一比对关系，并基于第一比对关系确定目标流体的第一位置信息，例如第4个网格的第一绝对值大于第二绝对值，则第4个网格中的目标流体的第一位置信息为水平位置，第6个网格的第一绝对值小于第二绝对值，则第4个网格中的目标流体的第一位置信息为竖直位置。
步骤S13：基于所述第一对比关系从所述第一斜率和所述第二斜率中确定出目标斜率，并获取所述目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，然后利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息。
本实施例中，所述利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息，包括：若所述第一位置信息为所述水平位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率大于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的上部；若所述第一位置信息为所述水平位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率小于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的下部。例如图3所示的一种具体的目标流体位置示意图，当目标流体的第二位置信息为网格的上部时如图3中的（a）所示，当目标流体的第二位置信息为网格的下部时如图3中的（b）所示。
本实施例中，所述利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息，包括：若所述第一位置信息为所述竖直位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率大于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的右部；若所述第一位置信息为所述竖直位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率小于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的左部。当目标流体的第二位置信息为网格的右部时如图3中的（c）所示，当目标流体的第二位置信息为网格的左部时如图3中的（d）所示。
步骤S14：利用所述第二位置信息计算出每相邻所述网格之间的体积分数通量，以便利用所述体积分数通量对下一时刻的所述自由面进行重构。
本实施例中，体积分数通量表示单位时间流过网格边界面的体积分数量，利用第二位置信息计算出每两个相邻网格之间的体积分数通量，需要注意的是，体积分数通量的计算方式与第二位置信息以及相邻网格交界面的速度方向相关，其中，图4所示的是一种具体的流体流动示意图，如以x方向并且速度大于0，第二位置信息为上部、下部为例的计算公式如下所示：
式中，下标
表示x方向的速度分量；下标D表示施主网格单元（即流出单元）；
表示计算的时间步长；
表示单位时间流过单位面积内的体积分数量，即体积分数通量；
表示施主单元的体积分数；
为单位时间x方向流过的长度；
表示施主网格单元在x方向的长度；
如以x方向并且速度大于0，第二位置信息为右部为例的计算公式如下所示：
如以x方向并且速度大于0，第二位置信息为左部为例的计算公式如下所示：
本实施例中，选取速度场
为
的典型旋转流场进行分析，其中
和
分别表示流场在x和y方向的速度分量。运动界面为Zaleska模型，例如图5所示的一种具体的初始时刻Zaleska模型示意图，其初态为一个半径0.4，圆心在（0.5，0.5）的圆，且圆心垂直下方有个对称的方形缺口，宽度为0.15。初始状态圆盘内部体积分数取1.0，其它地方为0，整个计算域为[0，1]*[0，1]，网格数量为200*200，时间步长为0.0005s。如图6所示的一种具体的自由面重构示意图，利用传统自由面重构方法，在不同时刻下，图中存在不同程度的自由面异常破碎现象，即虚假的液滴和气泡。如图7所示的一种具体的自由面重构示意图，利用本申请的自由面重构方法，在不同时刻下，根据网格内不同的目标流体分布及网格交界面的速度方向，得到网格之间的体积分数通量，进而进行自由面重构，不存在虚假的液滴和气泡，消除了自由面异常破碎现象。
可见，本申请分别利用第一单值函数和第二单值函数确定当前时刻下的自由面中每一个网格的第一斜率和第二斜率；获取所述第一斜率和所述第二斜率之间的第一对比关系，并基于所述第一对比关系确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息；基于所述第一对比关系从所述第一斜率和所述第二斜率中确定出目标斜率，并获取所述目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，然后利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息；利用所述第二位置信息计算出每相邻所述网格之间的体积分数通量，以便利用所述体积分数通量对下一时刻的所述自由面进行重构。由此可见，本申请利用第一斜率和第二斜率之间的第一对比关系获取每一个网格中目标流体的第一位置信息，并利用第一位置信息和第二对比关系确定目标流体的第二位置信息，然后利用目标流体的具体位置即第二位置信息精确计算出每相邻网格之间的体积分数通量，因为计算出的体积分数通量更加精确，就可以消除在利用体积分数通量进行自由面重构时所产生的异常破碎现象，进而提高自由面重构的精确度。
参见图8所示，本申请实施例公开了一种具体的自由面重构方法，包括：
步骤S21：基于预设时间间隔确定下一时刻；在所述下一时刻下，利用所述第二位置信息计算出在所述预设时间间隔内每相邻所述网格之间的体积分数通量。
本实施例中，预设时间间隔即为预设时间步长，例如预设时间步长为0.0005秒。
步骤S22：获取所述第一斜率的第一绝对值和所述第二斜率的第二绝对值，并比较所述第一绝对值和所述第二绝对值的大小，以得到第一对比关系，然后基于所述第一对比关系确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息。
本实施例中，所述基于所述第一对比关系确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息，具体包括：若所述第一对比关系表征所述第一绝对值大于所述第二绝对值，则确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息为水平位置；若所述第一对比关系表征所述第一绝对值小于所述第二绝对值，则确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息为竖直位置。
步骤S23：若所述第一对比关系表征所述第一绝对值大于所述第二绝对值，则将所述第一斜率确定为目标斜率，并获取所述目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，然后利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息。
本实施例中，获取目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，预设阈值为0，若目标斜率大于0，则目标流体在网格的上部，即水平靠上，若目标斜率小于0，则目标流体在网格的下部，即水平靠下。
步骤S24：若所述第一对比关系表征所述第一绝对值小于所述第二绝对值，则将所述第二斜率确定为所述目标斜率，并获取所述目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，然后利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的所述第二位置信息。
本实施例中，获取目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，预设阈值为0，若目标斜率大于0，则目标流体在网格的右部，即竖直靠右，若目标斜率小于0，则目标流体在网格的左部，即竖直靠左。
步骤S25：利用所述第二位置信息计算出每相邻所述网格之间的体积分数通量，以便利用所述体积分数通量对下一时刻的所述自由面进行重构。
本实施例中，以模拟圆形水滴的剪切运动为例，速度场表达式为
。如图9所示的一种具体的初始时刻圆形水滴示意图，初始自由面为圆心在（0.5，0.3），半径为0.2的圆形，圆形内部的体积分数取1.0，其余部分取0。整个计算域为[0，1]×[0，1]，网格数量为200×200，时间步长为0.0005。如图10所示的一种具体的自由面重构示意图，利用传统自由面重构方法，在不同时刻下，图中存在不同程度的自由面异常破碎现象，即虚假的液滴和气泡。如图11所示的一种具体的自由面重构示意图，利用本申请的自由面重构方法，在不同时刻下的网格之间的体积分数通量，进而进行自由面重构，不存在虚假的液滴和气泡，消除了自由面异常破碎现象。
由此可见，本申请利用第一斜率的第一绝对值与第二斜率的第二绝对值的第一对比关系，首先确定出目标流体在网格中是水平位置还是竖直位置，再基于第一对比关系确定出目标斜率，然后基于目标斜率与预设阈值的第二对比关系确定出目标流体在网格中的具体位置信息，即确定出目标流体是水平靠上、水平靠下、竖直靠右还是竖直靠左，因此基于具体位置信息计算出的体积分数通量更加的精确化，那么就不会产生虚假的液滴和气泡，即无自由面异常破碎现象，使得下一时刻重构的自由面更加精确。
参见图12所示，本申请实施例公开了一种自由面重构装置，包括：
斜率确定模块11，用于分别利用第一单值函数和第二单值函数确定当前时刻下的自由面中每一个网格的第一斜率和第二斜率；
第一位置获取模块12，用于获取所述第一斜率和所述第二斜率之间的第一对比关系，并基于所述第一对比关系确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息；
第二位置获取模块13，用于基于所述第一对比关系从所述第一斜率和所述第二斜率中确定出目标斜率，并获取所述目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，然后利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息；
自由面重构模块14，用于利用所述第二位置信息计算出每相邻所述网格之间的体积分数通量，以便利用所述体积分数通量对下一时刻的所述自由面进行重构。
可见，本申请分别利用第一单值函数和第二单值函数确定当前时刻下的自由面中每一个网格的第一斜率和第二斜率；获取所述第一斜率和所述第二斜率之间的第一对比关系，并基于所述第一对比关系确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息；基于所述第一对比关系从所述第一斜率和所述第二斜率中确定出目标斜率，并获取所述目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，然后利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息；利用所述第二位置信息计算出每相邻所述网格之间的体积分数通量，以便利用所述体积分数通量对下一时刻的所述自由面进行重构。由此可见，本申请利用第一斜率和第二斜率之间的第一对比关系获取每一个网格中目标流体的第一位置信息，并利用第一位置信息和第二对比关系确定目标流体的第二位置信息，然后利用目标流体的具体位置即第二位置信息精确计算出每相邻网格之间的体积分数通量，因为计算出的体积分数通量更加精确，就可以消除在利用体积分数通量进行自由面重构时所产生的异常破碎现象，进而提高自由面重构的精确度。
图13为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、电源23、通信接口24、输入输出接口25和通信总线26。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现以下步骤：
分别利用第一单值函数和第二单值函数确定当前时刻下的自由面中每一个网格的第一斜率和第二斜率；
获取所述第一斜率和所述第二斜率之间的第一对比关系，并基于所述第一对比关系确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息；
基于所述第一对比关系从所述第一斜率和所述第二斜率中确定出目标斜率，并获取所述目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，然后利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息；
利用所述第二位置信息计算出每相邻所述网格之间的体积分数通量，以便利用所述体积分数通量对下一时刻的所述自由面进行重构。
在一些具体实施方式中，所述处理器通过执行所述存储器中保存的计算机程序，具体可以实现以下步骤：
获取所述第一斜率的第一绝对值和所述第二斜率的第二绝对值，并比较所述第一绝对值和所述第二绝对值的大小，以得到第一对比关系。
在一些具体实施方式中，所述处理器通过执行所述存储器中保存的计算机程序，具体可以实现以下步骤：
若所述第一对比关系表征所述第一绝对值大于所述第二绝对值，则确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息为水平位置；
若所述第一对比关系表征所述第一绝对值小于所述第二绝对值，则确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息为竖直位置。
在一些具体实施方式中，所述处理器通过执行所述存储器中保存的计算机程序，具体可以实现以下步骤：
若所述第一对比关系表征所述第一绝对值大于所述第二绝对值，则将所述第一斜率确定为目标斜率；
若所述第一对比关系表征所述第一绝对值小于所述第二绝对值，则将所述第二斜率确定为所述目标斜率。
在一些具体实施方式中，所述处理器通过执行所述存储器中保存的计算机程序，具体可以实现以下步骤：
若所述第一位置信息为所述水平位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率大于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的上部；
若所述第一位置信息为所述水平位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率小于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的下部。
在一些具体实施方式中，所述处理器通过执行所述存储器中保存的计算机程序，具体可以实现以下步骤：
若所述第一位置信息为所述竖直位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率大于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的右部；
若所述第一位置信息为所述竖直位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率小于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的左部。
在一些具体实施方式中，所述处理器通过执行所述存储器中保存的计算机程序，还可以进一步包括以下步骤：
基于预设时间间隔确定下一时刻；
在所述下一时刻下，利用所述第二位置信息计算出在所述预设时间间隔内每相邻所述网格之间的体积分数通量
本实施例中，电源23用于为电子设备上的各硬件设备提供工作电压；通信接口24能够为电子设备创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本申请技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；输入输出接口25，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。
其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源包括操作系统221、计算机程序222及数据223等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。
其中，操作系统221用于管理与控制电子设备上的各硬件设备以及计算机程序222，以实现处理器21对存储器22中海量数据223的运算与处理，其可以是Windows、Unix、Linux等。计算机程序222除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备执行的自由面重构方法的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。数据223除了可以包括电子设备接收到的由外部设备传输进来的数据，也可以包括由自身输入输出接口25采集到的数据等。
进一步的，本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时，实现前述任一实施例公开的由自由面重构过程中执行的方法步骤。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种自由面重构方法、装置、设备及介质进行了详细介绍，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)
1.一种自由面重构方法，其特征在于，包括：
分别利用第一单值函数和第二单值函数确定当前时刻下的自由面中每一个网格的第一斜率和第二斜率；
获取所述第一斜率和所述第二斜率之间的第一对比关系，并基于所述第一对比关系确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息；
基于所述第一对比关系从所述第一斜率和所述第二斜率中确定出目标斜率，并获取所述目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，然后利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息；
利用所述第二位置信息计算出每相邻所述网格之间的体积分数通量，以便利用所述体积分数通量对下一时刻的所述自由面进行重构。
2.根据权利要求1所述的自由面重构方法，其特征在于，所述获取所述第一斜率和所述第二斜率之间的第一对比关系，包括：
获取所述第一斜率的第一绝对值和所述第二斜率的第二绝对值，并比较所述第一绝对值和所述第二绝对值的大小，以得到第一对比关系。
3.根据权利要求2所述的自由面重构方法，其特征在于，所述基于所述第一对比关系确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息，包括：
若所述第一对比关系表征所述第一绝对值大于所述第二绝对值，则确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息为水平位置；
若所述第一对比关系表征所述第一绝对值小于所述第二绝对值，则确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息为竖直位置。
4.根据权利要求2所述的自由面重构方法，其特征在于，所述基于所述第一对比关系从所述第一斜率和所述第二斜率中确定出目标斜率，包括：
若所述第一对比关系表征所述第一绝对值大于所述第二绝对值，则将所述第一斜率确定为目标斜率；
若所述第一对比关系表征所述第一绝对值小于所述第二绝对值，则将所述第二斜率确定为所述目标斜率。
5.根据权利要求4所述的自由面重构方法，其特征在于，所述利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息，包括：
若所述第一位置信息为所述水平位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率大于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的上部；
若所述第一位置信息为所述水平位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率小于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的下部。
6.根据权利要求4所述的自由面重构方法，其特征在于，所述利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息，包括：
若所述第一位置信息为所述竖直位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率大于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的右部；
若所述第一位置信息为所述竖直位置，且所述第二对比关系表征为所述目标斜率小于所述预设阈值，则确定所述目标流体的第二位置信息为每一个所述网格的左部。
7.根据权利要求1至6任一项所述的自由面重构方法，其特征在于，所述利用所述第二位置信息计算出每相邻所述网格之间的体积分数通量，包括：
基于预设时间间隔确定下一时刻；
在所述下一时刻下，利用所述第二位置信息计算出在所述预设时间间隔内每相邻所述网格之间的体积分数通量。
8.一种自由面重构装置，其特征在于，包括：
斜率确定模块，用于分别利用第一单值函数和第二单值函数确定当前时刻下的自由面中每一个网格的第一斜率和第二斜率；
第一位置获取模块，用于获取所述第一斜率和所述第二斜率之间的第一对比关系，并基于所述第一对比关系确定每一个所述网格中目标流体的第一位置信息；
第二位置获取模块，用于基于所述第一对比关系从所述第一斜率和所述第二斜率中确定出目标斜率，并获取所述目标斜率与预设阈值之间的第二对比关系，然后利用所述第一位置信息和所述第二对比关系确定所述目标流体的第二位置信息；
自由面重构模块，用于利用所述第二位置信息计算出每相邻所述网格之间的体积分数通量，以便利用所述体积分数通量对下一时刻的所述自由面进行重构。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求1至7任一项所述的自由面重构方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的自由面重构方法的步骤。
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