CN117077294B - 基于参数化的结构网格生成方法、装置、设备及介质 - Google Patents

基于参数化的结构网格生成方法、装置、设备及介质 Download PDF

Info

Publication number
CN117077294B
CN117077294B CN202311315426.1A CN202311315426A CN117077294B CN 117077294 B CN117077294 B CN 117077294B CN 202311315426 A CN202311315426 A CN 202311315426A CN 117077294 B CN117077294 B CN 117077294B
Authority
CN
China
Prior art keywords
grid
boundary
wing
wind tunnel
boundary line
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
Application number
CN202311315426.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117077294A (zh
Inventor
齐龙
陈浩
朱心海
陈波
刘杨
庞宇飞
张勇杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center
Original Assignee
Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center filed Critical Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center
Priority to CN202311315426.1A priority Critical patent/CN117077294B/zh
Publication of CN117077294A publication Critical patent/CN117077294A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117077294B publication Critical patent/CN117077294B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

本申请公开了一种基于参数化的结构网格生成方法、装置、设备及介质，涉及流体力学领域，包括：根据获取的翼型边界离散信息、风洞边界离线信息、网格生成参数拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形，提取翼型几何外形与风洞洞壁几何外形的公共几何外形边界线；将公共几何外形边界线的分割点进行连接得到的拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格和翼根端的表面网格，利用翼梢端的表面网格和翼根端的表面网格得到目标表面网格；调整目标表面网格的法向，根据网格生成参数，生成边界层网格，基于边界层网格对目标区域进行网格块装配，生成空间网格；设置空间网格的边界条件，输出结构网格。提高结构网格生成效率，降低生成结构网格所需时间。

Description

基于参数化的结构网格生成方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及流体力学领域，特别涉及基于参数化的结构网格生成方法、装置、设备及介质。
背景技术
对飞行器进行模拟仿真计算时，高质量的离散网格是获得精确结果的基础，其中，结构化网格在保证计算效率及精度方面具有天然的优势。尽管目前出现了一些高效的商业网格划分软件，如Gridgen、ICEMCFD（The Integrated Computer Engineering andManufacturing code for Computational Fluid Dynamics）、Pointwise、GridPro等，这些网格软件在人机交互下具有十分强大的功能，可以实现众多外形的结构化网格生成，但这一过程往往需要大量的人工操作。在航空航天领域，一套复杂外形的精细的结构化网格生成往往需要数周，也就是说，通过人机交互的方式生成翼型的结构化网格，这一过程耗时耗力，占用了翼型优化的大部分工作量。
综上可见，如何提高结构网格的生成效率，降低生成结构网格所需时间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基于参数化的结构网格生成方法、装置、设备及介质，提高结构网格的生成效率，降低生成结构网格所需时间。其具体方案如下：
第一方面，本申请公开了一种基于参数化的结构网格生成方法，包括：
获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数；
根据所述翼型边界离散信息、所述风洞边界离线信息以及所述网格生成参数拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形，并提取所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形的公共几何外形边界线；
确定所述公共几何外形边界线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接，以得到拓扑分区，对所述拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格和翼根端的表面网格，利用所述翼梢端的表面网格和所述翼根端的表面网格得到目标表面网格；
调整所述目标表面网格的法向，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格，并基于所述边界层网格对目标区域进行网格块装配，以生成空间网格；
设置所述空间网格的边界条件，以输出结构网格。
可选的，所述获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数，包括：
读取对应的dat文件，以获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息；
读取对应的配置文件，以得到网格生成参数，其中，所述网格生成参数包括边界层参数、网格规模参数、迎角参数、中轴线位置参数、翼展长度参数、文件输出类型参数。
可选的，所述提取所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形的公共几何外形边界线，包括：
对所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形进行布尔求交，以得到公共几何外形边界线；
提取所述公共几何外形边界线，并对所述公共几何外形边界线的重叠区域的网格点进行融合，得到融合后网格线；
对所述融合后网格线进行去重，以得到去重后网格线；
相应的，所述确定所述公共几何外形边界线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接，包括：
确定所述去重后网格线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接。
可选的，所述对所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形进行布尔求交，包括：
若所述网格生成参数中迎角参数大于第一预设阈值，则基于所述迎角参数将所述翼型几何外形绕中轴线进行顺时针旋转，以得到第一旋转后翼型几何外形，并对所述第一旋转后翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形进行布尔求交；
若所述网格生成参数中迎角参数不大于所述第一预设阈值，则基于所述迎角参数将所述翼型几何外形绕中轴线进行逆时针旋转，以得到第二旋转后翼型几何外形，并对所述第二旋转后翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形进行布尔求交。
可选的，所述确定所述公共几何外形边界线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接，以得到拓扑分区，对所述拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格和翼根端的表面网格，包括：
计算所述公共几何外形边界线中翼梢端边界线上各个离散点的切线与横轴的第一夹角，并基于各个所述第一夹角与第二预设阈值的大小关系确定所述翼梢端边界线的分割点；
确定所述公共几何外形边界线中第一风洞边界线的分割点，将所述翼梢端边界线的分割点与对应的所述第一风洞边界线的分割点进行连接，以得到翼梢端的拓扑分区，并对所述翼梢端的拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格；
计算所述公共几何外形边界线中翼根端边界线上各个离散点的切线与所述横轴的第二夹角，并基于各个所述第二夹角与所述第二预设阈值的大小关系确定所述翼根端边界线的分割点；
确定所述公共几何外形边界线中第二风洞边界线的分割点，将所述翼根端边界线的分割点与对应的所述第二风洞边界线的分割点进行连接，以得到翼根端的拓扑分区，并对所述翼根端的拓扑分区进行网格面装配，得到翼根端的表面网格。
可选的，所述利用所述翼梢端的表面网格和所述翼根端的表面网格得到目标表面网格，包括：
利用物面网格线将所述翼梢端的表面网格中网格点和所述翼根端的表面网格中相对应的网格点进行连接，得到各个连接线；
调整各个所述连接线的点数和分布，得到调整后连接线，并对所述调整后连接线围成的区域进行网格面装配，以得到目标表面网格。
可选的，所述调整所述目标表面网格的法向，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格，并基于所述边界层网格对目标区域进行网格块装配，以生成空间网格，包括：
对所述目标表面网格中翼型网格面的第一法向和风洞试验段网格面的第二法向进行调整，使得调整后的第一法向和调整后的第二法向相对，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格；
基于所述边界层网格对风洞试验段入口区域、出口区域进行网格块装配，以生成空间网格。
第二方面，本申请公开了一种基于参数化的结构网格生成装置，包括：
参数获取模块，用于获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数；
边界线提取模块，用于根据所述翼型边界离散信息、所述风洞边界离线信息以及所述网格生成参数拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形，并提取所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形的公共几何外形边界线；
表面网格获取模块，用于确定所述公共几何外形边界线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接，以得到拓扑分区，对所述拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格和翼根端的表面网格，利用所述翼梢端的表面网格和所述翼根端的表面网格得到目标表面网格；
空间网格生成模块，用于调整所述目标表面网格的法向，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格，并基于所述边界层网格对目标区域进行网格块装配，以生成空间网格；
结构网格输出模块，用于设置所述空间网格的边界条件，以输出结构网格。
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，以实现前述公开的基于参数化的结构网格生成方法的步骤。
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基于参数化的结构网格生成方法的步骤。
本申请有益效果为：获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数；根据所述翼型边界离散信息、所述风洞边界离线信息以及所述网格生成参数拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形，并提取所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形的公共几何外形边界线；确定所述公共几何外形边界线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接，以得到拓扑分区，对所述拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格和翼根端的表面网格，利用所述翼梢端的表面网格和所述翼根端的表面网格得到目标表面网格；调整所述目标表面网格的法向，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格，并基于所述边界层网格对目标区域进行网格块装配，以生成空间网格；设置所述空间网格的边界条件，以输出结构网格。由此可见，只需要获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数后，就可以自动化拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形，并进行准确的拓扑构造，使得可以自动生成更加准确的目标表面网格，以实现高效的、自动化的结构网格生成。
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基于参数化的结构网格生成方法流程图；
图2为本申请公开的一种具体的几何外形拟合示意图；
图3为本申请公开的一种具体的基于参数化的结构网格生成方法流程图；
图4为本申请公开的另一种具体的基于参数化的结构网格生成方法流程图；
图5为本申请公开的一种基于参数化的结构网格生成装置结构示意图；
图6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。
对飞行器进行模拟仿真计算时，高质量的离散网格是获得精确结果的基础，其中，结构化网格在保证计算效率及精度方面具有天然的优势。尽管目前出现了一些高效的商业网格划分软件，如Gridgen、ICEMCFD、Pointwise、GridPro等，这些网格软件在人机交互下具有十分强大的功能，可以实现众多外形的结构化网格生成，但这一过程往往需要大量的人工操作。在航空航天领域，一套复杂外形的精细的结构化网格生成往往需要数周，也就是说，通过人机交互的方式生成翼型的结构化网格，这一过程耗时耗力，占用了翼型优化的大部分工作量。
为此本申请相应的提供了一种基于参数化的结构网格生成方案，提高结构网格的生成效率，降低生成结构网格所需时间。
参见图1所示，本申请实施例公开了一种基于参数化的结构网格生成方法，包括：
步骤S11：获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数。
本实施例中，所述获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数，包括：读取对应的dat文件，以获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息；读取对应的配置文件，以得到网格生成参数，其中，所述网格生成参数包括边界层参数、网格规模参数、迎角参数、中轴线位置参数、翼展长度参数、文件输出类型参数。在进行结构网格生成之前，需要获取对应的翼型参数，例如翼型边界离散信息、风洞边界离线信息、边界层参数、网格规模参数、迎角参数、中轴线位置参数、翼展长度参数、文件输出类型参数，以便进行后续的几何外形拟合。
步骤S12：根据所述翼型边界离散信息、所述风洞边界离线信息以及所述网格生成参数拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形，并提取所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形的公共几何外形边界线。
例如图2所示的一种具体的几何外形拟合示意图，根据翼型边界离散信息拟合出翼型几何外形，其中翼梢和翼根部分不拟合数模面，即拟合出整个翼面及尾缘面，根据风洞边界离线信息拟合出风洞洞壁几何外形，试验段的进出口两侧不拟合数模面，然后提取翼型几何外形与风洞洞壁几何外形的公共几何外形边界线。
步骤S13：确定所述公共几何外形边界线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接，以得到拓扑分区，对所述拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格和翼根端的表面网格，利用所述翼梢端的表面网格和所述翼根端的表面网格得到目标表面网格。
本实施例中，所述利用所述翼梢端的表面网格和所述翼根端的表面网格得到目标表面网格，包括：利用物面网格线将所述翼梢端的表面网格中网格点和所述翼根端的表面网格中相对应的网格点进行连接，得到各个连接线；调整各个所述连接线的点数和分布，得到调整后连接线，并对所述调整后连接线围成的区域进行网格面装配，以得到目标表面网格。将翼梢与翼根对应的网格点用物面网格线连接，然后调整连接线的点数及分布，对连线围成的区域进行网格面装配，即形成完整的表面网格，即目标表面网格。
步骤S14：调整所述目标表面网格的法向，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格，并基于所述边界层网格对目标区域进行网格块装配，以生成空间网格。
本实施例中，所述调整所述目标表面网格的法向，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格，并基于所述边界层网格对目标区域进行网格块装配，以生成空间网格，包括：对所述目标表面网格中翼型网格面的第一法向和风洞试验段网格面的第二法向进行调整，使得调整后的第一法向和调整后的第二法向相对，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格；基于所述边界层网格对风洞试验段入口区域、出口区域进行网格块装配，以生成空间网格。空间网格生成过程具体如下：
1）选定完整表面网格，即目标表面网格，对目标表面网格的法向进行调整，要保证翼型网格面的第一法向与风洞试验段网格面的第二法向相对，根据步骤S11中获取的网格生成参数，实现边界层网格生成；
2）基于边界层网格，对风洞试验段入口、出口处的区域进行网格块装配，完成空间网格生成。
步骤S15：设置所述空间网格的边界条件，以输出结构网格。
对空间网格进行边界条件设置，然后输出结构网格，在输出结构网格时，可以根据步骤S11中获取的文件输出类型参数确定结构网格输出类型，也就是说，完成指定格式的网格数据输出。
本申请有益效果为：获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数；根据所述翼型边界离散信息、所述风洞边界离线信息以及所述网格生成参数拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形，并提取所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形的公共几何外形边界线；确定所述公共几何外形边界线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接，以得到拓扑分区，对所述拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格和翼根端的表面网格，利用所述翼梢端的表面网格和所述翼根端的表面网格得到目标表面网格；调整所述目标表面网格的法向，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格，并基于所述边界层网格对目标区域进行网格块装配，以生成空间网格；设置所述空间网格的边界条件，以输出结构网格。由此可见，只需要获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数后，就可以自动化拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形，并进行准确的拓扑构造，使得可以自动生成更加准确的目标表面网格，以实现高效的、自动化的结构网格生成。
参见图3所示，本申请实施例公开了一种具体的基于参数化的结构网格生成方法，包括：
步骤S21：获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数。
步骤S22：根据所述翼型边界离散信息、所述风洞边界离线信息以及所述网格生成参数拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形。
步骤S23：对所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形进行布尔求交，以得到公共几何外形边界线；提取所述公共几何外形边界线，并对所述公共几何外形边界线的重叠区域的网格点进行融合，得到融合后网格线；对所述融合后网格线进行去重，以得到去重后网格线。
本实施例中，所述对所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形进行布尔求交，包括：若所述网格生成参数中迎角参数大于第一预设阈值，则基于所述迎角参数将所述翼型几何外形绕中轴线进行顺时针旋转，以得到第一旋转后翼型几何外形，并对所述第一旋转后翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形进行布尔求交；若所述网格生成参数中迎角参数不大于所述第一预设阈值，则基于所述迎角参数将所述翼型几何外形绕中轴线进行逆时针旋转，以得到第二旋转后翼型几何外形，并对所述第二旋转后翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形进行布尔求交。根据配置文件中的迎角值来旋转翼型几何外形，例如将第一预设阈值设定为零度，即当迎角值/>大于零度时，将翼型几何外形绕中轴线顺时针旋转/>度，反之，将翼型几何外形绕中轴线逆时针旋转/>度，如此一来，可以更好的模拟起飞状态，更符合实际。
布尔求交得到旋转后翼型几何外形与风洞洞壁几何外形之间的公共边界，即公共几何外形边界线，提取公共几何外形边界线，并对公共几何外形边界线的重叠区域的网格点进行融合，以得到融合后网格线；对融合后网格线进行去重，以得到去重后网格线。
步骤S24：确定所述去重后网格线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接，以得到拓扑分区，对所述拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格和翼根端的表面网格，利用所述翼梢端的表面网格和所述翼根端的表面网格得到目标表面网格。
步骤S25：调整所述目标表面网格的法向，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格，并基于所述边界层网格对目标区域进行网格块装配，以生成空间网格。
步骤S26：设置所述空间网格的边界条件，以输出结构网格。
由此可见，本申请在进行公共几何外形边界线提取之前，需要根据配置文件中的迎角值来旋转翼型几何外形，使其可以更加贴合的模拟起飞状态，如此一来，可以为后续的拓扑构造提供可靠的保障，进而可以生成更加准确的结构网格，并且因为本申请是自动化生成结构网格，降低人工成本，提高生成效率。
参见图4所示，本申请实施例公开了另一种具体的基于参数化的结构网格生成方法，包括：
步骤S31：获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数。
步骤S32：根据所述翼型边界离散信息、所述风洞边界离线信息以及所述网格生成参数拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形，并提取所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形的公共几何外形边界线。
步骤S33：计算所述公共几何外形边界线中翼梢端边界线上各个离散点的切线与横轴的第一夹角，并基于各个所述第一夹角与第二预设阈值的大小关系确定所述翼梢端边界线的分割点。
本实施例中，可以理解的是，例如翼梢端边界线上存在离散点A、离散点B、离散点C、离散点D、离散点E，依次计算离散点A的切线、离散点B的切线、离散点C的切线、离散点D的切线、离散点E的切线与横轴（即X轴）之间的第一夹角A、第一夹角B、第一夹角C、第一夹角D、第一夹角E，依次判断第一夹角A、第一夹角B、第一夹角C、第一夹角D、第一夹角E与第二预设阈值Tcr之间的关系，并将第一个大于第二预设阈值Tcr的离散点确定为翼梢端边界线的分割点，也就是说，按照预设顺序从A至E进行判断，即判断第一夹角A是否大于第二预设阈值，如果否，则接着判断第一夹角B是否大于第二预设阈值，如果是，则离散点B就是翼梢端边界线的分割点。其中，第二预设阈值与迎角值相关，并且分为上翼面第二预设阈值和下翼面第二预设阈值，具体确定函数例如下所示：
；
式中，Tcr表示上翼面第二预设阈值，ang表示迎角值；
；
式中，Bcr表示下翼面第二预设阈值。
需要注意的是，在计算公共几何外形边界线中翼梢端边界线上各个离散点的切线与横轴的第一夹角之前，还需要对翼梢端边界线进行加密处理，以保证翼型线的G1连续性，然后计算加密处理后的翼梢端边界线上各个离散点的切线与横轴的第一夹角。
步骤S34：确定所述公共几何外形边界线中第一风洞边界线的分割点，将所述翼梢端边界线的分割点与对应的所述第一风洞边界线的分割点进行连接，以得到翼梢端的拓扑分区，并对所述翼梢端的拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格。
本实施例中，确定第一风洞边界线的分割点，也就是说将翼梢端边界线的分割点的法线与风洞边界线的交点确定为第一风洞边界线的分割点。将翼梢端边界线的分割点、第一风洞边界线的分割点进行对应连接，形成翼梢端的拓扑框架线，并设置翼梢端的拓扑框架线的离散点数，要保证对边离散点数相等，其中，翼梢端的拓扑框架线构成了翼梢端的拓扑分区，对翼梢端的拓扑分区进行网格面装配，形成翼梢端的表面网格，并进行网格面投影。
步骤S35：计算所述公共几何外形边界线中翼根端边界线上各个离散点的切线与所述横轴的第二夹角，并基于各个所述第二夹角与所述第二预设阈值的大小关系确定所述翼根端边界线的分割点。
可以理解的是，从翼根端边界线上各个离散点中筛选出第一大于第二预设阈值的离散点，并将该点确定为翼根端边界线的分割点。
步骤S36：确定所述公共几何外形边界线中第二风洞边界线的分割点，将所述翼根端边界线的分割点与对应的所述第二风洞边界线的分割点进行连接，以得到翼根端的拓扑分区，并对所述翼根端的拓扑分区进行网格面装配，得到翼根端的表面网格。
将翼根端边界线的分割点的法线与风洞边界线的交点确定为第二风洞边界线的分割点，将翼根端边界线的分割点、第二风洞边界线的分割点进行对应连接，形成翼根端的拓扑框架线，并设置翼根端的拓扑框架线的离散点数，要保证对边离散点数相等，其中，翼根端的拓扑框架线构成了翼根端的拓扑分区，对翼根端的拓扑分区进行网格面装配，形成翼根端的表面网格，并进行网格面投影。
步骤S37：利用所述翼梢端的表面网格和所述翼根端的表面网格得到目标表面网格。
步骤S38：调整所述目标表面网格的法向，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格，并基于所述边界层网格对目标区域进行网格块装配，以生成空间网格。
步骤S39：设置所述空间网格的边界条件，以输出结构网格。
由此可见，本申请在拓扑构造过程中，需要基于分割点得到拓扑分区，而本申请根据各个离散点与横轴之间的夹角确定出分割点，而不是将所有的离散点确定为分割点，以此可以减少拓扑构造的时间，进而缩短结构网格生成所需的时间，即提高结构网格生成效率。
参见图5所示，本申请实施例公开了一种基于参数化的结构网格生成装置，包括：
参数获取模块11，用于获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数；
边界线提取模块12，用于根据所述翼型边界离散信息、所述风洞边界离线信息以及所述网格生成参数拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形，并提取所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形的公共几何外形边界线；
表面网格获取模块13，用于确定所述公共几何外形边界线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接，以得到拓扑分区，对所述拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格和翼根端的表面网格，利用所述翼梢端的表面网格和所述翼根端的表面网格得到目标表面网格；
空间网格生成模块14，用于调整所述目标表面网格的法向，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格，并基于所述边界层网格对目标区域进行网格块装配，以生成空间网格；
结构网格输出模块15，用于设置所述空间网格的边界条件，以输出结构网格。
本申请有益效果为：获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数；根据所述翼型边界离散信息、所述风洞边界离线信息以及所述网格生成参数拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形，并提取所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形的公共几何外形边界线；确定所述公共几何外形边界线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接，以得到拓扑分区，对所述拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格和翼根端的表面网格，利用所述翼梢端的表面网格和所述翼根端的表面网格得到目标表面网格；调整所述目标表面网格的法向，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格，并基于所述边界层网格对目标区域进行网格块装配，以生成空间网格；设置所述空间网格的边界条件，以输出结构网格。由此可见，只需要获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数后，就可以自动化拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形，并进行准确的拓扑构造，使得可以自动生成更加准确的目标表面网格，以实现高效的、自动化的结构网格生成。
进一步的，本申请实施例还提供了一种电子设备。图6是根据一示例性实施例示出的电子设备20结构图，图中的内容不能认为是对本申请的使用范围的任何限制。
图6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，以实现前述任一实施例公开的由电子设备执行的基于参数化的结构网格生成方法中的相关步骤。
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基于参数化的结构网格生成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基于参数化的结构网格生成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基于参数化的结构网格生成方法、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)

1.一种基于参数化的结构网格生成方法，其特征在于，包括：
获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数；其中，所述网格生成参数包括边界层参数、网格规模参数、迎角参数、中轴线位置参数、翼展长度参数、文件输出类型参数；
根据所述翼型边界离散信息、所述风洞边界离线信息以及所述网格生成参数拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形，并提取所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形的公共几何外形边界线；
确定所述公共几何外形边界线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接，以得到拓扑分区，对所述拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格和翼根端的表面网格，利用所述翼梢端的表面网格和所述翼根端的表面网格得到目标表面网格；
调整所述目标表面网格的法向，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格，并基于所述边界层网格对目标区域进行网格块装配，以生成空间网格；
设置所述空间网格的边界条件，以输出结构网格。
2.根据权利要求1所述的基于参数化的结构网格生成方法，其特征在于，所述获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数，包括：
读取对应的dat文件，以获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息；
读取对应的配置文件，以得到网格生成参数。
3.根据权利要求1所述的基于参数化的结构网格生成方法，其特征在于，所述提取所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形的公共几何外形边界线，包括：
对所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形进行布尔求交，以得到公共几何外形边界线；
提取所述公共几何外形边界线，并对所述公共几何外形边界线的重叠区域的网格点进行融合，得到融合后网格线；
对所述融合后网格线进行去重，以得到去重后网格线；
相应的，所述确定所述公共几何外形边界线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接，包括：
确定所述去重后网格线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接。
4.根据权利要求3所述的基于参数化的结构网格生成方法，其特征在于，所述对所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形进行布尔求交，包括：
若所述网格生成参数中迎角参数大于第一预设阈值，则基于所述迎角参数将所述翼型几何外形绕中轴线进行顺时针旋转，以得到第一旋转后翼型几何外形，并对所述第一旋转后翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形进行布尔求交；
若所述网格生成参数中迎角参数不大于所述第一预设阈值，则基于所述迎角参数将所述翼型几何外形绕中轴线进行逆时针旋转，以得到第二旋转后翼型几何外形，并对所述第二旋转后翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形进行布尔求交。
5.根据权利要求1所述的基于参数化的结构网格生成方法，其特征在于，所述确定所述公共几何外形边界线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接，以得到拓扑分区，对所述拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格和翼根端的表面网格，包括：
计算所述公共几何外形边界线中翼梢端边界线上各个离散点的切线与横轴的第一夹角，并基于各个所述第一夹角与第二预设阈值的大小关系确定所述翼梢端边界线的分割点；
确定所述公共几何外形边界线中第一风洞边界线的分割点，将所述翼梢端边界线的分割点与对应的所述第一风洞边界线的分割点进行连接，以得到翼梢端的拓扑分区，并对所述翼梢端的拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格；
计算所述公共几何外形边界线中翼根端边界线上各个离散点的切线与所述横轴的第二夹角，并基于各个所述第二夹角与所述第二预设阈值的大小关系确定所述翼根端边界线的分割点；
确定所述公共几何外形边界线中第二风洞边界线的分割点，将所述翼根端边界线的分割点与对应的所述第二风洞边界线的分割点进行连接，以得到翼根端的拓扑分区，并对所述翼根端的拓扑分区进行网格面装配，得到翼根端的表面网格。
6.根据权利要求1所述的基于参数化的结构网格生成方法，其特征在于，所述利用所述翼梢端的表面网格和所述翼根端的表面网格得到目标表面网格，包括：
利用物面网格线将所述翼梢端的表面网格中网格点和所述翼根端的表面网格中相对应的网格点进行连接，得到各个连接线；
调整各个所述连接线的点数和分布，得到调整后连接线，并对所述调整后连接线围成的区域进行网格面装配，以得到目标表面网格。
7.根据权利要求1至6任一项所述的基于参数化的结构网格生成方法，其特征在于，所述调整所述目标表面网格的法向，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格，并基于所述边界层网格对目标区域进行网格块装配，以生成空间网格，包括：
对所述目标表面网格中翼型网格面的第一法向和风洞试验段网格面的第二法向进行调整，使得调整后的第一法向和调整后的第二法向相对，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格；
基于所述边界层网格对风洞试验段入口区域、出口区域进行网格块装配，以生成空间网格。
8.一种基于参数化的结构网格生成装置，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取翼型边界离散信息、风洞边界离线信息以及网格生成参数；其中，所述网格生成参数包括边界层参数、网格规模参数、迎角参数、中轴线位置参数、翼展长度参数、文件输出类型参数；
边界线提取模块，用于根据所述翼型边界离散信息、所述风洞边界离线信息以及所述网格生成参数拟合出翼型几何外形和风洞洞壁几何外形，并提取所述翼型几何外形与所述风洞洞壁几何外形的公共几何外形边界线；
表面网格获取模块，用于确定所述公共几何外形边界线的分割点，并将对应的所述分割点进行连接，以得到拓扑分区，对所述拓扑分区进行网格面装配，得到翼梢端的表面网格和翼根端的表面网格，利用所述翼梢端的表面网格和所述翼根端的表面网格得到目标表面网格；
空间网格生成模块，用于调整所述目标表面网格的法向，根据所述网格生成参数，以生成边界层网格，并基于所述边界层网格对目标区域进行网格块装配，以生成空间网格；
结构网格输出模块，用于设置所述空间网格的边界条件，以输出结构网格。
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任一项所述的基于参数化的结构网格生成方法的步骤。
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任一项所述的基于参数化的结构网格生成方法的步骤。
CN202311315426.1A 2023-10-12 2023-10-12 基于参数化的结构网格生成方法、装置、设备及介质 Active CN117077294B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311315426.1A CN117077294B (zh) 2023-10-12 2023-10-12 基于参数化的结构网格生成方法、装置、设备及介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311315426.1A CN117077294B (zh) 2023-10-12 2023-10-12 基于参数化的结构网格生成方法、装置、设备及介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117077294A CN117077294A (zh) 2023-11-17
CN117077294B true CN117077294B (zh) 2024-03-12

Family

ID=88711910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311315426.1A Active CN117077294B (zh) 2023-10-12 2023-10-12 基于参数化的结构网格生成方法、装置、设备及介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117077294B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118015223A (zh) * 2024-04-09 2024-05-10 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 三流形六面体网格生成方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113935254A (zh) * 2020-06-29 2022-01-14 达索系统西姆利亚公司 使用表面算法模拟物理过程的计算机系统
CN114707254A (zh) * 2022-06-01 2022-07-05 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种基于模板构造法的二维边界层网格生成方法及系统
CN116522496A (zh) * 2023-04-28 2023-08-01 北京航空航天大学 一种基于对称方向场的三维翼面四边形网格自动生成方法
CN116628899A (zh) * 2023-07-25 2023-08-22 中国人民解放军国防科技大学 基于自动生成边界层网格的喷管气动外形设计方法及设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113935254A (zh) * 2020-06-29 2022-01-14 达索系统西姆利亚公司 使用表面算法模拟物理过程的计算机系统
CN114707254A (zh) * 2022-06-01 2022-07-05 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种基于模板构造法的二维边界层网格生成方法及系统
CN116522496A (zh) * 2023-04-28 2023-08-01 北京航空航天大学 一种基于对称方向场的三维翼面四边形网格自动生成方法
CN116628899A (zh) * 2023-07-25 2023-08-22 中国人民解放军国防科技大学 基于自动生成边界层网格的喷管气动外形设计方法及设备

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Insights into the periodic gust response of airfoils;Wei, NJ等;《JOURNAL OF FLUID MECHANICS》;237-263 *
混合翼身融合构型飞行器气动外形一体化设计与优化;仓宇;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》(第2期);1-88 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117077294A (zh) 2023-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN117077294B (zh) 基于参数化的结构网格生成方法、装置、设备及介质
CN107491616B (zh) 一种适用于格栅构型舵面的结构有限元参数化建模方法
CA2339687C (en) Three-dimensional cad system and recording medium for three-dimensional cad system
CN103500371A (zh) 基于bim的变更控制方法
CN105718643A (zh) 一种基于最优化视角的船舶生产设计审图器实现方法
Wang et al. Fast mesh simplification method for three-dimensional geometric models with feature-preserving efficiency
CN110223565A (zh) 一种飞行模拟方法、装置、设备及存储介质
CN110914869A (zh) 用于计算机图形中对约束曲线的自动化生成的方法和系统
Maheri Multiobjective optimisation and integrated design of wind turbine blades using WTBM-ANSYS for high fidelity structural analysis
CN115797568A (zh) 一种基于三维gis与bim集成的建模方法及装置
CN103729506A (zh) 一种复杂模型完全六面体建模及几何体重塑加密方法
CN113781642A (zh) 一种基于减面算法的三维模型多层级lod的生成方法
CN116542178A (zh) 定常流动数值模拟方法、装置、设备及介质
CN114633850B (zh) 一种船舶结构有限元模型虚拟可视化重构方法
CN110009742A (zh) 用于有限元素网格修复的系统和方法
CN112257132B (zh) 一种仿真文件的数据交互方法
CN114564268A (zh) 一种设备管理方法、装置、电子设备和存储介质
CN110837707B (zh) 一种有限元分析系统、方法、计算机设备及存储介质
JPH09305651A (ja) 解析シミュレーション装置とその高速表示方法
CN111090554A (zh) 服务器性能测试时间的预测方法、装置、设备及存储介质
CN116681864B (zh) 一种空间网格生成方法、装置、设备及介质
WO2020005274A1 (en) Tracking a topology optimization to construct an editable topology
CN116629162B (zh) 非定常流场数据处理方法、装置、电子设备及存储介质
JPH05108694A (ja) 有限要素の自動生成方法
Wang et al. A hole repairing method based on edge-preserving projection

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