CN106096190A - 一种结构/非结构耦合求解cfd的方法 - Google Patents

一种结构/非结构耦合求解cfd的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106096190A
CN106096190A CN201610481046.9A CN201610481046A CN106096190A CN 106096190 A CN106096190 A CN 106096190A CN 201610481046 A CN201610481046 A CN 201610481046A CN 106096190 A CN106096190 A CN 106096190A
Authority
CN
China
Prior art keywords
grid
cfd
structural
couple solution
algorithm
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.)
Pending
Application number
CN201610481046.9A
Other languages
English (en)
Inventor
赫新
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to CN201610481046.9A priority Critical patent/CN106096190A/zh
Publication of CN106096190A publication Critical patent/CN106096190A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种结构/非结构耦合求解CFD的方法，所述耦合求解CFD的方法包括以下步骤：S1，生成结构/非结构混合网格；S2，根据结构、非结构解算器的效率进行混合网格的分区；S3，分别调用结构和非结构解算器进行CFD计算；上述方法在基于混合网格进行CFD求解时，克服了现有方法会丧失结构算法优势的问题，不仅能发挥非结构网格的灵活性，还能充分发挥结构网格的高效、高精度优势。

Description

一种结构/非结构耦合求解CFD的方法
技术领域
本发明属于流体力学技术领域，具体涉及一种结构/非结构耦合求解CFD的方法。
背景技术
随着大型科学计算机的不断发展，计算流体力学（Computational FluidDynamics，简称CFD）发展得逐渐成熟，已经广泛应用于工业产品的设计过程之中。CFD技术发展的一个重要标志是近一二十年来，各种CFD软件的陆续出现。CFD软件的核心功能是通过求解N-S流动控制方程获得流场信息，主要包括三个步骤：首先，采用计算网格单元（如三角形、四边形、四面体、六面体等）离散计算域；然后，在计算网格上通过计算数学的方法求解流体控制方程；最后，从离散的数值结果中提取出所需信息。
目前，绝大部分CFD软件要么采用结构网格、要么采用非结构网格对计算域进行离散，并分别采用相应的结构算法或非结构算法，这两种算法各有优缺点：结构网格（算法）计算效率高、精度高，但是对于复杂的几何外形来说，生成结构网格将耗费大量人工劳动；非结构网格（算法）优点是网格生成自动化程度高、易于网格自适应，但是相对结构网格而言，存在计算效率低、资源耗费严重的问题。随着CFD技术的发展，结合结构网格和非结构网格优势而出现的混合网格得到了广泛的应用，已经成为主要发展趋势。但是，目前一般是将混合网格非结构化，这种解法效率低、精度低并且时间久。
因此,需要提供一种高效、高精度的求解方法来解决现有技术中存在的缺陷。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是针对CFD软件在处理混合网格时全部采用非结构算法从而丧失了结构网格（算法）的高效、高精度特点的问题，本发明提出了一种结构/非结构耦合求解CFD的方法，使得CFD软件在效率和精度间取得一个较好的平衡，从而最大限度地发挥结构网格（算法）、非结构网格（算法）的优势。
一种结构/非结构耦合求解CFD的方法，所述结构/非结构耦合求解CFD的方法包括以下步骤：
S1，生成结构/非结构混合网格；
S2，根据结构、非结构解算器的效率进行混合网格的分区；
S3，分别调用结构和非结构解算器进行CFD计算。
优选地，所述步骤S1具体为：将几何外形较为简单的部分采用结构网格离散，剩余部分采用非结构网格离散，两种网格间形成一对一或者一对多的、网格点重合的交界面。
优选地，所述步骤S2具体为：假定采用一套结构网格求解标模问题时，结构解算器耗时为Ts，非结构网格耗时为Tu，则按照每个分区的结构与非结构网格量为Tu/Ts的关系进行分区。
优选地，所述步骤S3具体为：在结构网格上采用结构算法，在非结构网格上采用非结构算法，二者同时求解；处理结构块与非结构块间的交界面时，将紧邻交界面的一层结构网格采用非结构化算法计算通量、限制器，以保证守恒性。
本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的一种结构/非结构耦合求解CFD的方法，在基于混合网格进行CFD求解时，克服了现有方法会丧失结构算法优势的问题，不仅能发挥非结构网格的灵活性，还能充分发挥结构网格的高效、高精度优势。
附图说明
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1是本发明结构/非结构耦合求解CFD的方法与现有非结构化求解方法的效率比较。
具体实施方式
为了清楚了解本发明的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本发明实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的优选实施例详细描述如下，除详细描述的这些实施例外，还可以具有其他实施方式。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明提出的结构/非结构耦合求解方法，主要思想是在结构网格上采用结构算法，而在非结构网格上采用非结构算法，并对结构/非结构网格的交界面进行相容性处理，主要步骤包括：
步骤 1：生成结构/非结构混合网格。将几何外形较为简单的部分采用结构网格离散，剩余部分采用非结构网格离散，两种网格间形成一对一或者一对多的、网格点重合的交界面。
步骤2：根据结构、非结构解算器的效率进行混合网格的分区。假定采用一套结构网格求解标模问题时，结构解算器耗时为Ts，非结构网格耗时为Tu，则按照每个分区的结构与非结构网格量为Tu/Ts的关系进行分区。
步骤 3：CFD计算。在结构网格上采用结构算法（解算器），在非结构网格上采用非结构算法（解算器），二者同时求解。处理结构块与非结构块间的交界面时，将紧邻交界面的一层结构网格采用非结构化算法计算通量、限制器，以保证守恒性。
参照图1可见，通过采用本发明使得效率得到大幅提升。
本发明提供的一种非结构耦合求解CFD的方法，在基于混合网格进行CFD求解时，克服了现有方法会丧失结构算法优势的问题，不仅能发挥非结构网格的灵活性，还能充分发挥结构网格的高效、高精度优势。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种结构/非结构耦合求解CFD的方法，其特征在于，所述耦合求解CFD的方法包括以下步骤：
S1，生成结构/非结构混合网格；
S2，根据结构、非结构解算器的效率进行混合网格的分区；
S3，分别调用结构和非结构解算器进行CFD计算。
2.根据权利要求1所述的结构/非结构耦合求解CFD的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：将几何外形较为简单的部分采用结构网格离散，剩余部分采用非结构网格离散，两种网格间形成一对一或者一对多的、网格点重合的交界面。
3.根据权利要求1所述的结构/非结构耦合求解CFD的方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：假定采用一套结构网格求解标模问题时，结构解算器耗时为Ts，非结构网格耗时为Tu，则按照每个分区的结构与非结构网格量为Tu/Ts的关系进行分区。
4.根据权利要求1所述的结构/非结构耦合求解CFD的方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：在结构网格上采用结构算法，在非结构网格上采用非结构算法，二者同时求解；处理结构块与非结构块间的交界面时，将紧邻交界面的一层结构网格采用非结构化算法计算通量、限制器，以保证守恒性。
CN201610481046.9A 2016-06-28 2016-06-28 一种结构/非结构耦合求解cfd的方法 Pending CN106096190A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610481046.9A CN106096190A (zh) 2016-06-28 2016-06-28 一种结构/非结构耦合求解cfd的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610481046.9A CN106096190A (zh) 2016-06-28 2016-06-28 一种结构/非结构耦合求解cfd的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106096190A true CN106096190A (zh) 2016-11-09

Family

ID=57253114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610481046.9A Pending CN106096190A (zh) 2016-06-28 2016-06-28 一种结构/非结构耦合求解cfd的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106096190A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106780747A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 西北工业大学 一种快速分割cfd计算网格的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103970715A (zh) * 2014-04-21 2014-08-06 中国石油大学(北京) 一种计算网格生成方法及装置
CN105224726A (zh) * 2015-09-11 2016-01-06 南京航空航天大学 结构网格动网格技术用于非结构网格流场求解器的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103970715A (zh) * 2014-04-21 2014-08-06 中国石油大学(北京) 一种计算网格生成方法及装置
CN105224726A (zh) * 2015-09-11 2016-01-06 南京航空航天大学 结构网格动网格技术用于非结构网格流场求解器的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIN HE 等: "HyperFLOW:A structured/unstructured hybrid integrated computational environment for multi-purpose fluid simulation", 《PROCEDIA ENGINEERING》 *
赫新 等: "大型通用CFD软件体系结构与数据结构研究", 《空气动力学学报》 *
赫新 等: "结构非结构耦合计算CFD软件HyperFlow初步验证", 《第十五届全国计算流体力学会议论文集》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106780747A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 西北工业大学 一种快速分割cfd计算网格的方法
CN106780747B (zh) * 2016-11-30 2019-05-10 西北工业大学 一种快速分割cfd计算网格的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106250349A (zh) 一种高能效异构计算***
CN104036095A (zh) 基于区域分解的耦合高精度复杂外形流场快速算法
CN105631068A (zh) 一种非结构网格cfd计算的网格边界条件处理方法
CN114943167B (zh) 一种结构网格壁面距离的计算方法、***、介质和设备
CN114676522B (zh) 融合gan和迁移学习的气动形状优化设计方法及***及设备
CN105389772A (zh) 基于图形处理器的数据处理方法和装置
CN104267940A (zh) 一种基于cpu+gpu的地图切片的快速生成方法
CN105468851A (zh) 一种确定飞机动态重量特性的方法
CN110765695A (zh) 一种基于高阶有限元法获取混凝土重力坝裂纹扩展路径的模拟计算方法
CN107885028A (zh) Opc建模中次分辨率辅助图形确定的方法
CN106096190A (zh) 一种结构/非结构耦合求解cfd的方法
Zhang et al. An adaptive element subdivision method for evaluation of weakly singular integrals in 3D BEM
CN102254093B (zh) 基于泰森多边形的连通域统计相关算法
CN103473414A (zh) 工程施工仿真方法
CN104461875A (zh) 一种依据等价类设计软件测试用例的方法
CN105224726A (zh) 结构网格动网格技术用于非结构网格流场求解器的方法
CN103984832A (zh) 一种铝电解槽电场仿真分析方法
CN110275895A (zh) 一种缺失交通数据的填充设备、装置及方法
CN106201655A (zh) 虚拟机分配方法和虚拟机分配***
CN105302979A (zh) 两相流体网络模型中阀门组的建模方法和***
CN104461577A (zh) 一种基于html5图形绘制程序的流程图显示方法
CN107644139A (zh) 一种从cad模型到cae模型的属性映射方法
CN111191395B (zh) 一种嵌套模型建模方法及设备
CN114595644A (zh) 一种针对树网格格子玻尔兹曼方法中虚拟分层边界的高精度处理方法
CN106066912A (zh) 一种多分区结构化网格的生成方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161109

RJ01 Rejection of invention patent application after publication