CN116542183A - 非结构二阶曲面多面体网格重构方法、***、设备及介质 - Google Patents
非结构二阶曲面多面体网格重构方法、***、设备及介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116542183A CN116542183A CN202310810310.9A CN202310810310A CN116542183A CN 116542183 A CN116542183 A CN 116542183A CN 202310810310 A CN202310810310 A CN 202310810310A CN 116542183 A CN116542183 A CN 116542183A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- boundary surface
- point
- unit
- processed
- unit boundary
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 60
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 4
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 123
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 72
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
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
- 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
- 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
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/10—Numerical modelling
-
- 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)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Algebra (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Image Generation (AREA)
Abstract
本申请公开了一种非结构二阶曲面多面体网格重构方法、***、设备及介质,获取目标物体的目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据;将上表面单元边界面和下表面单元边界面分别作为基准单元边界面和目标单元边界面;确定基准单元边界面与目标单元边界面两者构成顶点信息间的第一点对应关系;将与基准单元边界面存在相同边界面顶点的侧表面单元边界面作为待处理单元边界面,确定待处理单元边界面的构成顶点信息与基准单元边界面的构成顶点信息间的第二点对应关系;基于第一点对应关系和第二点对应关系,确定目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系;实现了对非结构二阶曲面多面体网格单元的重构,便于进行计算流体力学数值模拟。
Description
技术领域
本申请涉及计算流体力学中的网格数据处理技术领域,更具体地说,涉及非结构二阶曲面多面体网格重构方法、***、设备及介质。
背景技术
非结构网格具备自动化程度高、生成周期短、分布控制灵活等优点,常用于离散复杂工程外形的空间区域,其在复杂外形的计算流体力学(CFD,Computation FluidDynamic)中有较广泛的应用。目前绝大多数CFD数值模拟中都采用的都是非结构线性单元,但随着对精算精度要求得越来越高,当流场计算采用高精度方法时,为了保证良好的收敛性和鲁棒性,以及能更好地模拟真实流场,此时往往会采用高阶曲面网格作为输入。不同的网格软件在输出二阶网格时会存在不同的形式,比如一个六面体网格单元可能由27个点构成,一个三棱柱网格单元可能由18个点构成等。
CGNS(CFD General Notation System,CGNS)格式是非结构网格软件输出的一类常用格式,CGNS格式的网格格式中包含单元体和点的关系,以及点的坐标值。比如非结构二阶曲面六面体网格单元由六个面和27个点构成,包括8个顶点,12个面线段中点,6个面心点,1个体心点等;非结构二阶曲面三棱柱网格单元由五个面和18个点构成,包括6个顶点,9个面线段中点和3个面心点等;非结构通用流场模拟软件NNW-FlowStar在非结构网格前处理文件中为减小内存开销,抛弃了非结构二阶曲面多面体网格单元体和其顶点的关系,只保留了非结构二阶曲面多面体单元和单元边界面的关系,以及单元边界面和边界面顶点的关系。
然而从已知的上述关系无法直接获得非结构二阶曲面多面体单元与其顶点的关系,只能知道该单元由这多个顶点构成,但是多个顶点的对应关系和相对位置无法获得,也即无法对非结构二阶曲面多面体网格单元进行还原,继而由无法快速对由非结构二阶曲面多面体网格单元组成的飞行器进行计算流体力学数值模拟。
综上所述,如何快速对由非结构二阶曲面多面体网格单元组成的飞行器进行计算流体力学数值模拟是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种非结构二阶曲面多面体网格重构方法,其能在一定程度上解决如何快速对由非结构二阶曲面多面体网格单元组成的飞行器进行计算流体力学数值模拟的技术问题。本申请还提供了一种非结构二阶曲面多面体网格重构***、设备及计算机可读存储介质。
为了实现上述目的,本申请提供如下技术方案:
一种非结构二阶曲面多面体网格重构方法,包括:
获取目标物体的目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据,所述目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据包括上表面单元边界面、下表面单元边界面及侧表面单元边界面各自的构成顶点信息;
将所述上表面单元边界面和所述下表面单元边界面分别作为基准单元边界面和目标单元边界面;
确定所述基准单元边界面的所述构成顶点信息与所述目标单元边界面的所述构成顶点信息间的第一点对应关系,所述第一点对应关系包括所述基准单元边界面与所述目标单元边界面的顶点、面线段中点、面心点间的对应关系;
将与所述基准单元边界面存在相同边界面顶点的所述侧表面单元边界面作为待处理单元边界面,确定所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息与所述基准单元边界面的所述构成顶点信息间的第二点对应关系,所述第二点对应关系包括所述待处理单元边界面的面线段中点与所述基准单元边界面的顶点间的对应关系;
基于所述第一点对应关系和所述第二点对应关系,确定所述目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系,以基于所述点位置对应关系完成目标非结构二阶曲面多面体网格单元的重构,从而对所述目标物体进行计算流体力学数值模拟。
优选的,所述确定所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息与所述基准单元边界面的所述构成顶点信息间的第二点对应关系,包括:
确定所述基准单元边界面的所述构成顶点信息中的第一点排序方向;
以所述第一点排序方向为基准,确定所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中的第二点排序方向;
以所述基准单元边界面的所述构成顶点信息中的点位置为基准,确定所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中的点位置偏移量;
对于每个所述待处理单元边界面,基于所述第一点排序方向、所述第二点排序方向及所述点位置偏移量,确定所述待处理单元边界面的面线段中点与所述基准单元边界面的顶点间的所述第二点对应关系。
优选的,所述以所述第一点排序方向为基准,确定所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中的第二点排序方向,包括:
确定所述待处理单元边界面与所述基准单元边界面间的相同线段;
确定所述相同线段在所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中的第一排列方向;
确定所述相同线段在所述基准单元边界面的所述构成顶点信息中的第二排列方向;
若所述第一排列方向与所述第二排列方向相同,则得到方向与所述第一点排序方向相同的所述第二点排序方向;
若所述第一排列方向与所述第二排列方向不相同,则得到方向与所述第一点排序方向不相同的所述第二点排序方向。
优选的,所述以所述基准单元边界面的所述构成顶点信息中的点位置为基准,确定所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中的点位置偏移量,包括:
确定所述相同线段在所述基准单元边界面的所述构成顶点信息中的起始点;
确定所述起始点在所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中的记录位置;
将所述记录位置作为所述待处理单元边界面的所述点位置偏移量。
优选的,所述记录位置包括从零开始的位置编号。
优选的,所述基于所述第一点排序方向、所述第二点排序方向及所述点位置偏移量,确定所述待处理单元边界面的面线段中点与所述基准单元边界面的顶点间的所述第二点对应关系,包括:
若所述第一点排序方向与所述第二点排序方向相同,则基于第一运算公式,确定所述待处理单元边界面中与所述起始点对应的面线段中点,建立所述待处理单元边界面的面线段中点与所述起始点间的所述第二点对应关系;
所述第一运算公式包括:
N_lm= F2N[i][4+(3+Noffset)%4];
其中,N_lm表示所述待处理单元边界面中与所述起始点对应的面线段中点;Noffset表示所述点位置偏移量;%表示求余运算;i表示所述待处理单元边界面的面单元编号,F2N[i][j]表示所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中所述记录位置为j的点信息。
优选的,所述基于所述第一点排序方向、所述第二点排序方向及所述点位置偏移量,确定所述待处理单元边界面的面线段中点与所述基准单元边界面的顶点间的所述第二点对应关系,包括:
若所述第一点排序方向与所述第二点排序方向不相同,则基于第二运算公式,确定所述待处理单元边界面中与所述起始点对应的面线段中点,建立所述待处理单元边界面的面线段中点与所述起始点间的所述第二点对应关系;
所述第二运算公式包括:
N_lm= F2N[i][4+Noffset%4];
其中,N_lm表示所述待处理单元边界面中与所述起始点对应的面线段中点;Noffset表示所述点位置偏移量;%表示求余运算;i表示所述待处理单元边界面的面单元编号,F2N[i][j]表示所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中所述记录位置为j的点信息。
一种非结构二阶曲面多面体网格重构***,包括:
第一获取模块,用于获取目标物体的目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据,所述目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据包括上表面单元边界面、下表面单元边界面及侧表面单元边界面各自的构成顶点信息;
第一处理模块,用于将所述上表面单元边界面和所述下表面单元边界面分别作为基准单元边界面和目标单元边界面;
第一确定模块,用于确定所述基准单元边界面的所述构成顶点信息与所述目标单元边界面的所述构成顶点信息间的第一点对应关系,所述第一点对应关系包括所述基准单元边界面与所述目标单元边界面的顶点、面线段中点、面心点间的对应关系;
第二确定模块,用于将与所述基准单元边界面存在相同边界面顶点的所述侧表面单元边界面作为待处理单元边界面,确定所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息与所述基准单元边界面的所述构成顶点信息间的第二点对应关系,所述第二点对应关系包括所述待处理单元边界面的面线段中点与所述基准单元边界面的顶点间的对应关系;
第三确定模块,用于基于所述第一点对应关系和所述第二点对应关系,确定所述目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系,以基于所述点位置对应关系完成目标非结构二阶曲面多面体网格单元的重构,从而对所述目标物体进行计算流体力学数值模拟。
一种非结构二阶曲面多面体网格重构设备,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如上任一所述非结构二阶曲面多面体网格重构方法的步骤。
一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一所述非结构二阶曲面多面体网格重构方法的步骤。
本申请提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构方法,获取目标物体的目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据,目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据包括上表面单元边界面、下表面单元边界面及侧表面单元边界面各自的构成顶点信息;将上表面单元边界面和下表面单元边界面分别作为基准单元边界面和目标单元边界面;确定基准单元边界面的构成顶点信息与目标单元边界面的构成顶点信息间的第一点对应关系,第一点对应关系包括基准单元边界面与目标单元边界面的顶点、面线段中点、面心点间的对应关系;将与基准单元边界面存在相同边界面顶点的侧表面单元边界面作为待处理单元边界面,确定待处理单元边界面的构成顶点信息与基准单元边界面的构成顶点信息间的第二点对应关系,第二点对应关系包括待处理单元边界面的面线段中点与基准单元边界面的顶点间的对应关系;基于第一点对应关系和第二点对应关系,确定目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系,以基于点位置对应关系完成目标非结构二阶曲面多面体网格单元的重构,从而对目标物体进行计算流体力学数值模拟。本申请中,可以将上表面单元边界面和下表面单元边界面分别作为基准单元边界面和目标单元边界面,并确定基准单元边界面的构成顶点信息与目标单元边界面的构成顶点信息间的第一点对应关系,之后可以根据上表面与侧表面间的共线关系来确定待处理单元边界面的构成顶点信息与基准单元边界面的构成顶点信息间的第二点对应关系,最终确定目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系,实现了对目标非结构二阶曲面多面体网格单元的重构,继而可以快速对目标物体进行计算流体力学数值模拟。本申请提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构***、设备及计算机可读存储介质也解决了相应技术问题。
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申请的实施例,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为本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构方法的第一流程图;
图2为本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构方法的第二流程图;
图3为圆柱表面及对称面六面体网格的一种示意图;
图4为圆柱空间非结构二阶曲面六面体网格单元示意图;
图5为非结构二阶六面体网格单元示意图;
图6为非结构二阶六面体网格单元的第一个面示意图;
图7为非结构二阶六面体网格单元的确认顶点示意图;
图8为非结构二阶六面体网格单元六个边界面位置图;
图9为非结构二阶六面体网格第五个面确认顶点示意图;
图10为非结构二阶六面体网格侧面点位置分布图;
图11为非结构二阶六面体体心点示意图;
图12为二阶曲面六面体网格单元圆柱绕流表面压力云图;
图13为二阶曲面六面体网格单元圆柱绕流表面熵增云图;
图14为圆柱表面及对称面三棱柱网格的示意图;
图15为圆柱空间非结构二阶曲面三棱柱网格单元示意图;
图16为非结构三棱柱网格单元示意图;
图17为非结构三棱柱网格单元的第一个和第五个面示意图;
图18为非结构三棱柱网格单元的第一面点及第四个顶点位置确定示意图;
图19为非结构六面体网格单元的第二个三角形单元边界面示意图;
图20为非结构六面体网格单元最后六个点分布位置图;
图21为二阶曲面三棱柱网格单元圆柱绕流表面压力云图;
图22为二阶曲面三棱柱网格单元圆柱绕流表面熵增云图;
图23为本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构***的结构示意图;
图24为本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构设备的结构示意图;
图25为本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构设备的另一结构示意图。
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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构方法的第一流程图。
本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构方法,可以包括以下步骤:
步骤S101:获取目标物体的目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据,目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据包括上表面单元边界面、下表面单元边界面及侧表面单元边界面各自的构成顶点信息。
实际应用中,可以先获取目标物体的目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据,目标物体可以包括导弹、飞机、无人机、汽车等物体,本申请在此不做具体限定,且目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据包括上表面单元边界面、下表面单元边界面及侧表面单元边界面各自的构成顶点信息,具体的,可以包括非结构二阶曲面多面体网格单元与其各个面单元的关系、各个面单元与其线性点的关系等,且线性点可以为顶点经过统一编号处理后的编号值等。
具体应用场景中,在获取目标物体的目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据的过程中,可以直接读入NNW-FlowStar软件存储的目标物体的目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据等。
步骤S102:将上表面单元边界面和下表面单元边界面分别作为基准单元边界面和目标单元边界面。
实际应用中,因为非结构二阶曲面多面体网格单元的上表面与下表面间不存在共同点,所以可以基于构成顶点信息来确定非结构二阶曲面多面体网格单元中的上表面及下表面,并将上表面单元边界面和下表面单元边界面分别作为基准单元边界面和目标单元边界面,以便后续以基准单元边界面为基准来确定目标非结构二阶曲面多面体网格单元的点位置对应关系。
具体应用场景中,可以将下表面单元边界面作为基准单元边界面,将上表面单元边界面作为目标单元边界面,可以将第一个获取的单元边界面作为基准单元边界面,比如将第一个获取的下表面单元边界面作为基准单元边界面等,本申请在此不做具体限定。
步骤S103:确定基准单元边界面的构成顶点信息与目标单元边界面的构成顶点信息间的第一点对应关系,第一点对应关系包括基准单元边界面与目标单元边界面的顶点、面线段中点、面心点间的对应关系。
实际应用中,在将上表面单元边界面和下表面单元边界面分别作为基准单元边界面和目标单元边界面之后,可以先确定基准单元边界面的构成顶点信息与目标单元边界面的构成顶点信息间的第一点对应关系,第一点对应关系包括基准单元边界面与目标单元边界面的顶点、面线段中点、面心点间的对应关系,具体的确定方法可以根据实际需要灵活选取,本申请在此不做具体限定。
步骤S104:将与基准单元边界面存在相同边界面顶点的侧表面单元边界面作为待处理单元边界面,确定待处理单元边界面的构成顶点信息与基准单元边界面的构成顶点信息间的第二点对应关系,第二点对应关系包括待处理单元边界面的面线段中点与基准单元边界面的顶点间的对应关系。
实际应用中,在确定基准单元边界面的构成顶点信息与目标单元边界面的构成顶点信息间的第一点对应关系之后,因为基准单元边界面与每个侧表面单元边界面间存在共线点,所以可以将与基准单元边界面存在相同边界面顶点的侧表面单元边界面作为待处理单元边界面,再基于待处理单元边界面与基准单元边界面间的共线点来确定待处理单元边界面的构成顶点信息与基准单元边界面的构成顶点信息间的第二点对应关系,第二点对应关系包括待处理单元边界面的面线段中点与基准单元边界面的顶点间的对应关系。
步骤S105:基于第一点对应关系和第二点对应关系,确定目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系,以基于点位置对应关系完成目标非结构二阶曲面多面体网格单元的重构,从而对目标物体进行计算流体力学数值模拟。
实际应用中,在确定第一点对应关系和第二点对应关系之后,因为第一点对应关系包括基准单元边界面与目标单元边界面的顶点、面线段中点、面心点间的对应关系、第二点对应关系包括待处理单元边界面的面线段中点与基准单元边界面的顶点间的对应关系,也即第一点对应关系及第二点对应关系已经可以反映目标非结构二阶曲面多面体网格单元中各个顶点间的对应关系,所以可以根据第一点对应关系及第二点对应关系来确定目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系,以基于点位置对应关系完成目标非结构二阶曲面多面体网格单元的重构,从而对目标物体进行计算流体力学数值模拟。
具体应用场景中,在基于第一点对应关系和第二点对应关系,确定目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系之后,还可以基于该点位置对应关系,按照非结构二阶曲面多面体网格单元的顶点编号规则,对目标非结构二阶曲面多面体网格单元的各个顶点进行统一编号等,本申请在此不做具体限定。
需要说明的是,在得到目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系之后,便可以基于该点位置对应关系为目标物体进行计算流体力学数值模拟的网格单元体心计算、体积计算、多重网格融合计算、非结构线性六面体单元的密度、压力、速度的梯度计算提供几何输入,以实现对目标物体进行计算流体力学数值模拟。
本申请提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构方法,获取目标物体的目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据,目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据包括上表面单元边界面、下表面单元边界面及侧表面单元边界面各自的构成顶点信息;将上表面单元边界面和下表面单元边界面分别作为基准单元边界面和目标单元边界面;确定基准单元边界面的构成顶点信息与目标单元边界面的构成顶点信息间的第一点对应关系,第一点对应关系包括基准单元边界面与目标单元边界面的顶点、面线段中点、面心点间的对应关系;将与基准单元边界面存在相同边界面顶点的侧表面单元边界面作为待处理单元边界面,确定待处理单元边界面的构成顶点信息与基准单元边界面的构成顶点信息间的第二点对应关系,第二点对应关系包括待处理单元边界面的面线段中点与基准单元边界面的顶点间的对应关系;基于第一点对应关系和第二点对应关系,确定目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系,以基于点位置对应关系完成目标非结构二阶曲面多面体网格单元的重构,从而对目标物体进行计算流体力学数值模拟。本申请中,可以将上表面单元边界面和下表面单元边界面分别作为基准单元边界面和目标单元边界面,并确定基准单元边界面的构成顶点信息与目标单元边界面的构成顶点信息间的第一点对应关系,之后可以根据上表面与侧表面间的共线关系来确定待处理单元边界面的构成顶点信息与基准单元边界面的构成顶点信息间的第二点对应关系,最终确定目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系,实现了对目标非结构二阶曲面多面体网格单元的重构,继而可以快速对目标物体进行计算流体力学数值模拟。
请参阅图2,图2为本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构方法的第二流程图。
本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构方法,可以包括以下步骤:
步骤S201:获取目标物体的目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据,目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据包括上表面单元边界面、下表面单元边界面及侧表面单元边界面各自的构成顶点信息。
为了便于理解本申请方案,假设目标物体为圆柱物体,计算的马赫数为Ma=0.38、计算温度T=288.15 K,计算的静压P=101325Pa,计算的来流攻角和侧滑角均为0°,计算网格如图3和图4所示,该网格全部由非结构二阶曲面六面体网格单元构成,假设该非结构二阶曲面六面体单元i,编号为i,该单元由六个面组成,六个面的编号分别为face1 、face2、face3、 face4、 face5、 face6,如图5所示,这里face1 、face2、 face3、 face4、 face5、face6每一个都为互不相等的数字。每个面由九个点组成,具体关系如表1所示。从已知的非结构二阶曲面六面体网格单元与其四边形面单元的关系、四边形面单元与构成点关系无法直接获得非结构二阶曲面六面体网格单元与其顶点的关系,只能知道该单元由这27个点构成,也不知道这六个面的相对位置,但是27个点的对应位置和面的相对位置则需要通过本申请方案重构计算获得。
表1二阶四边形网格面对应的点
步骤S202:将上表面单元边界面和下表面单元边界面分别作为基准单元边界面和目标单元边界面。
实际应用中,在上述圆柱物体实施例基础上,假设根据非结构二阶曲面六面体单元和单元边界面的关系C2F[单元编号][0-6],获得单元i的第一个面:C2F[i][0],假设face2= C2F[i][0],如图6所示,也即将face2作为目标单元边界面,此时,可以将face2对应的顶点F2N[face2][0-3]设定为非结构二阶曲面六面体单元对应的前四个顶点C2N[i][0-3],并按照非结构二阶曲面多面体网格单元的顶点编号规则,对目标非结构二阶曲面多面体网格单元的各个顶点进行统一编号,即C2N[i][0]=F2N[face2][0]=3,C2N[i][1]=F2N[face2][1]=6,C2N[i][2]=F2N[face2][2]=1,C2N[i][3]= F2N[face2][3]=12,则对应的F2N[face2][4-8]即为单元中的二阶点,即C2N[i][8]=F2N[face2][4]=41,C2N[i][9]= F2N[face2][5]= 44,C2N[i][10]=F2N[face2][6]= 46,C2N[i][11]= F2N[face2][7]= 43,C2N[i][24]= F2N[face2][8]= 90,如图7所示。在此基础上,可以建立一套面标记数据Fmark[0-5],用于标记每个面在体中的顺序,令Fmark[0]=face2,按照第一个面的点排列顺序,face2的四条边依次为L01 =3-6,L12 =6-15,L23 =15-12,L30 =12-3,依次令包含线段L01、L12、L23、L30的面为Fmark[1]、Fmark[2]、Fmark[3]、Fmark[4],则有Fmark[1]=face3,Fmark[2]=face6,Fmark[3]=face4,Fmark[4]=face5,同时可确定Fmark[5]=face1。相应的,基准单元边界面便为face2的对端face1,待处理单元边界面便为face3、face6、face4和face5,如图8所示。
步骤S203:确定基准单元边界面的构成顶点信息与目标单元边界面的构成顶点信息间的第一点对应关系,第一点对应关系包括基准单元边界面与目标单元边界面的顶点、面线段中点、面心点间的对应关系。
步骤S204:将与基准单元边界面存在相同边界面顶点的侧表面单元边界面作为待处理单元边界面,确定基准单元边界面的构成顶点信息中的第一点排序方向。
实际应用中,在确定待处理单元边界面的构成顶点信息与基准单元边界面的构成顶点信息间的第二点对应关系的过程中,可以先确定基准单元边界面的构成顶点信息中的第一点排序方向,以便后续基于该第一点排序方向来确定第二点对应关系。
步骤S205:以第一点排序方向为基准,确定待处理单元边界面的构成顶点信息中的第二点排序方向。
实际应用中,在确定基准单元边界面的构成顶点信息中的第一点排序方向之后,便可以以第一点排序方向为基准,确定待处理单元边界面的构成顶点信息中的第二点排序方向,以便后续基于该第二点排序方向及待处理单元边界面的构成顶点信息来确定第二点对应关系。
具体应用场景中,在以第一点排序方向为基准,确定待处理单元边界面的构成顶点信息中的第二点排序方向的过程中,可以确定待处理单元边界面与基准单元边界面间的相同线段;确定相同线段在待处理单元边界面的构成顶点信息中的第一排列方向;确定相同线段在基准单元边界面的构成顶点信息中的第二排列方向;若第一排列方向与第二排列方向相同,则得到方向与第一点排序方向相同的第二点排序方向;若第一排列方向与第二排列方向不相同,则得到方向与第一点排序方向不相同的第二点排序方向。也即可以借助基准单元边界面与待处理单元边界面间相应线段在构成顶点间信息中的排序,来基于第一点排序方向确定第二点排序方向。
实际应用中,在上述圆柱物体实施例基础上,将第一个面face2的点编号顺序方向记为Forient[0]=1,与其方向相同的为1,与其方向相反的为-1。通过表1可以看到Fmark[1],即face3(2,5,6,3)中线段L01的方向与face1中的相反,则有Forient[1]=1,同理其他三个相邻面根据共用线段的方向则依次有Forient[2]=-1,Forient[3]=-1,Forient[4]=1。
步骤S206:以基准单元边界面的构成顶点信息中的点位置为基准,确定待处理单元边界面的构成顶点信息中的点位置偏移量。
实际应用中,在确定待处理单元边界面的构成顶点信息中的第二点排序方向之后,便可以以基准单元边界面的构成顶点信息中的点位置为基准,确定待处理单元边界面的构成顶点信息中的点位置偏移量,以便后续基于该点位置偏移量来确定第二点对应关系。
具体应用场景中,在以基准单元边界面的构成顶点信息中的点位置为基准,确定待处理单元边界面的构成顶点信息中的点位置偏移量的过程中,可以确定相同线段在基准单元边界面的构成顶点信息中的起始点;确定起始点在待处理单元边界面的构成顶点信息中的记录位置;将记录位置作为待处理单元边界面的点位置偏移量,且记录位置可以包括从零开始的位置编号等。
实际应用中,在上述圆柱物体实施例基础上,对于Fmark[1],包含线段L01,起始点编号3,该点在面中的位置为F2N[face3][1],点位置偏移量Noffset[1]=3;同理可得到其他三个相邻面的Noffset[2]=3,Noffset[3]=2,Noffset[4]=2。
步骤S207:对于每个待处理单元边界面,基于第一点排序方向、第二点排序方向及点位置偏移量,确定待处理单元边界面的面线段中点与基准单元边界面的顶点间的第二点对应关系,第二点对应关系包括待处理单元边界面的面线段中点与基准单元边界面的顶点间的对应关系。
实际应用中,在确定第一点排序方向、第二点排序方向及点位置偏移量之后,对于每个待处理单元边界面,便可以基于第一点排序方向、第二点排序方向及点位置偏移量,确定待处理单元边界面的面线段中点与基准单元边界面的顶点间的第二点对应关系,第二点对应关系包括待处理单元边界面的面线段中点与基准单元边界面的顶点间的对应关系。
具体应用场景中,在基于第一点排序方向、第二点排序方向及点位置偏移量,确定待处理单元边界面的面线段中点与基准单元边界面的顶点间的第二点对应关系的过程中,若第一点排序方向与第二点排序方向相同,则可以基于第一运算公式,确定待处理单元边界面中与起始点对应的面线段中点,建立待处理单元边界面的面线段中点与起始点间的第二点对应关系;
第一运算公式包括:
N_lm= F2N[i][4+(3+Noffset)%4];
其中,N_lm表示待处理单元边界面中与起始点对应的面线段中点;Noffset表示点位置偏移量;%表示求余运算;i表示待处理单元边界面的面单元编号,F2N[i][j]表示待处理单元边界面的构成顶点信息中记录位置为j的点信息;
若第一点排序方向与第二点排序方向不相同,则可以基于第二运算公式,确定待处理单元边界面中与起始点对应的面线段中点,建立待处理单元边界面的面线段中点与起始点间的第二点对应关系;
第二运算公式包括:
N_lm= F2N[i][4+Noffset%4];
其中,N_lm表示待处理单元边界面中与起始点对应的面线段中点;Noffset表示点位置偏移量;%表示求余运算;i表示待处理单元边界面的面单元编号,F2N[i][j]表示待处理单元边界面的构成顶点信息中记录位置为j的点信息。
实际应用中,在上述圆柱物体实施例基础上,对于不相邻的对面Fmark[5],利用线性六面体单元的点标记方法确定该面上的四个顶点的位置,通过判读此时线段L45的方向和F2N[face1][点单元编号]是否相同确定Forient[5],对于该单元有Forient[5] = -1,且起始点偏移量Noffset[5]=0,则可确定Fmark[5]上点的位置在体单元中的位置为:C2N[i][4] = F2N[face1][0] = 2,C2N[i][5] = F2N[face1][3] = 5,C2N[i][6] = F2N[face1][2] = 14,C2N[i][7] = F2N[face1][1] = 11,对于二阶点有:C2N[i][16] = F2N[face1][7] = 29,C2N[i][17] = F2N[face1][6] = 34,C2N[i][18] = F2N[face1][5] = 37,C2N[i][19] = F2N[face1][4] = 33,C2N[i][25] = F2N[face1][8] = 84,如图9所示。因为根据face1和face5可以确定二阶曲面六面体单元中的18个点,而体心点唯一确定,则对于27点型的二阶曲面六面体单元来说还需确定的只有四个侧面上的8个点,如图10所示,从图中可知,每个侧面贡献其左侧棱柱线段中点N_lm和面心点N_fm即可确定未知的点。面心点始终在数组F2N的固定位置(F2N[面单元编号][8]),不会随面的起始点和方法而变化,而对于左侧线段中点N_lm ,需利用Forient和Noffset确定它在该面数组F2N中的位置,运算公式如上,则对于Fmark[1]=face3,Forient[1]=1,Noffset[1]=3:C2N[i][12]= F2N[face3][4]= 40,C2N[i][20]= F2N[face3][8]= 88;对于Fmark[2]=face6,Forient[1]=-1,Noffset[1]=3:C2N[i][13]= F2N[face6][6]= 42,C2N[i][21]= F2N[face6][8]= 91;对于Fmark[3]=face4,Forient[1]=-1,Noffset[1]=2:C2N[i][14]= F2N[face4][6]= 47,C2N[i][22]= F2N[face4][8]= 92;对于Fmark[4]=face5,Forient[1]=1,Noffset[1]=2:C2N[i][15]=F2N[face5][5]= 45,C2N[i][23]= F2N[face5][8]= 89。
步骤S208:基于第一点对应关系和第二点对应关系,确定目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系,以基于点位置对应关系完成目标非结构二阶曲面多面体网格单元的重构,从而对目标物体进行计算流体力学数值模拟。
实际应用中,在上述圆柱物体实施例基础上,非结构二阶曲面六面体单元的体心点单独存放一个数组CN2C[体单元编号]中,与体单元编号唯一对应,则体单元的第27个点确定为:C2N[i][26]=CN2C[i]= 119,如图11所示。至此,便得到了目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系,进一步计算非结构二阶曲面六面体单元的体心坐标、体积等信息,并开展CFD模拟,获得二维圆柱绕流在该计算工况下的外流流场,如图12和13所示。
为了便于理解本申请方案,假设目标物体仍为圆柱物体,计算的马赫数为Ma=0.38、计算温度T=288.15 K,计算的静压P=101325Pa,计算的来流攻角和侧滑角均为0°,计算网格如图14和图15所示,该网格全部由非结构二阶曲面三棱柱网格单元构成。假设该非结构二阶曲面三棱柱单元i,编号为i,该单元由五个面组成,五个面的编号分别为face1 、face2、 face3、 face4、 face5,其中包括两个四边形和三个三角形面单元,如图16所示,这里face1 、face2、 face3、 face4、 face5每一个都为互不相等的数字。具体关系如表2所示。
表2四边形和三角形网格面对应的顶点
从已知的非结构二阶曲面三棱柱网格单元与其面单元的关系、面单元与线性点关系无法直接获得非结构二阶曲面三棱柱网格单元与其顶点的关系,只能知道该单元由这18个点构成,也不知道这五个面的相对位置,但是18个顶点的对应位置和面的相对位置则需要通过本申请方案重构计算获得。具体过程如下:
根据非结构二阶曲面三棱柱单元和单元边界面的关系C2F[单元编号][0-4],对面单元进行循环,根据记录每个面单元构成点的个数数组nNPF,当nNPF[面单元编号]=3时,表示该面单元为三角形单元,则可以获得单元i的第一个面:C2F[i][0],假设face5= C2F[i][0],以及第5个面C2F[i][4],则有face1= C2F[i][4],如图17所示,此时基准单元边界面便为face5,目标单元边界面便为face1。
将face5对应的顶点F2N[face5][0-5]设定为非结构二阶曲面三棱柱单元对应点C2N[i][0-2],并按照非结构二阶曲面三棱柱网格单元的顶点编号规则,对目标非结构二阶曲面三棱柱网格单元的各个顶点进行统一编号,即C2N[i][0]= F2N[face5][0]= 7,C2N[i][1]= F2N[face5][1]= 11,C2N[i][2]= F2N[face5][2]= 15,C2N[i][6]= F2N[face5][3]=32,C2N[i][7]= F2N[face5][4]= 45,C2N[i][8]= F2N[face5][5]= 35,如图18所示,将face1对应的顶点F2N[face3][0-2]设定为非结构二阶曲面三棱柱单元的后三个顶点,F2N[face3][3-5]设定为对应点,则C2N[i][3]= 10,C2N[i][4]= 4,C2N[i][3]= 9,C2N[i][42]= 42,C2N[i][37]= 37,C2N[i][40]= 40,如图19所示。
因为根据face1和face5可以确定二阶曲面三棱柱网格单元中的12个点,则对于18点型的二阶曲面三棱柱单元来说还需确定的只有三个侧面上的6个点,如图20所示,从图中可知,每个侧面贡献其左侧棱柱线段中点N_lm和面心点N_fm即可确定未知的点。面心点始终在数组F2N的固定位置(F2N[面单元编号][8]),不会随面的起始点和方法而变化,而对于左侧线段中点N_lm ,需利用Forient和Noffset确定它在该面数组F2N中的位置,首先确定每个四边形边界面的位置,令线段L01=7-11,L12=11-15,L20=15-7,包含L01的面为第一个侧面Fmark[1],包含L12的面为第二个侧面Fmark[2],包含L20的面为第三个侧面Fmark[3],对于该单元Fmark[1]=face2,Fmark[2]=face3,Fmark[1]=face4,接着确定这三个面的方向,根据线段方向可以确定Forient[1]=-1,Forient[2]=-1,Forient[3]=-1,最后需要确定共用线段在面中的点位置偏移量,可以确定Noffset[1]=2,Noffset[2]=3,Noffset[1]=1,则有最终的计算公式为:
当Forient[i]=1时:N_fm = F2N[面单元编号][8];N_lm = F2N[面单元编号][4+(3+Noffset)%4];
当Forient[i]=-1时:N_fm = F2N[面单元编号][8];N_lm = F2N[面单元编号][4+Noffset%4]。
具体的,对于Fmark[1]=face2,Forient[1]=-1,Noffset[1]=2:C2N[i][9] = F2N[face2][6] = 34,C2N[i][15] = F2N[face2][8] = 78;
对于Fmark[2]=face3,Forient[1]=-1,Noffset[1]=3:C2N[i][13] = F2N[face3][7] = 27,C2N[i][16] = F2N[face3][8] = 67;
对于Fmark[3]=face4,Forient[1]=-1,Noffset[1]=2:C2N[i][14] = F2N[face4][5] = 34,C2N[i][17] = F2N[face4][8] = 74。
至此,便得到了目标非结构二阶曲面三棱柱网格单元数据中的点位置对应关系,进一步计算非结构二阶曲面三棱柱单元的体心坐标、体积等信息,并开展CFD模拟,获得二维圆柱绕流在该计算工况下的外流流场,如图21和22所示。
请参阅图23,图23为本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构***的结构示意图。
本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构***,可以包括:
第一获取模块101,用于获取目标物体的目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据,目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据包括上表面单元边界面、下表面单元边界面及侧表面单元边界面各自的构成顶点信息;
第一处理模块102,用于将上表面单元边界面和下表面单元边界面分别作为基准单元边界面和目标单元边界面;
第一确定模块103,用于确定基准单元边界面的构成顶点信息与目标单元边界面的构成顶点信息间的第一点对应关系,第一点对应关系包括基准单元边界面与目标单元边界面的顶点、面线段中点、面心点间的对应关系;
第二确定模块104,用于将与基准单元边界面存在相同边界面顶点的侧表面单元边界面作为待处理单元边界面,确定待处理单元边界面的构成顶点信息与基准单元边界面的构成顶点信息间的第二点对应关系,第二点对应关系包括待处理单元边界面的面线段中点与基准单元边界面的顶点间的对应关系;
第三确定模块105,用于基于第一点对应关系和第二点对应关系,确定目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系,以基于点位置对应关系完成目标非结构二阶曲面多面体网格单元的重构,从而对目标物体进行计算流体力学数值模拟。
本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构***,第二确定模块可以包括:
第一确定单元,用于确定基准单元边界面的构成顶点信息中的第一点排序方向;
第二确定单元,用于以第一点排序方向为基准,确定待处理单元边界面的构成顶点信息中的第二点排序方向;
第三确定单元,用于以基准单元边界面的构成顶点信息中的点位置为基准,确定待处理单元边界面的构成顶点信息中的点位置偏移量;
第四确定单元,用于对于每个待处理单元边界面,基于第一点排序方向、第二点排序方向及点位置偏移量,确定待处理单元边界面的面线段中点与基准单元边界面的顶点间的第二点对应关系。
本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构***,第二确定单元可以具体用于:确定待处理单元边界面与基准单元边界面间的相同线段;确定相同线段在待处理单元边界面的构成顶点信息中的第一排列方向;确定相同线段在基准单元边界面的构成顶点信息中的第二排列方向;若第一排列方向与第二排列方向相同,则得到方向与第一点排序方向相同的第二点排序方向;若第一排列方向与第二排列方向不相同,则得到方向与第一点排序方向不相同的第二点排序方向。
本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构***,第三确定单元可以具体用于:确定相同线段在基准单元边界面的构成顶点信息中的起始点;确定起始点在待处理单元边界面的构成顶点信息中的记录位置;将记录位置作为待处理单元边界面的点位置偏移量。
本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构***,记录位置包括从零开始的位置编号。
本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构***,第四确定单元可以具体用于:若第一点排序方向与第二点排序方向相同,则基于第一运算公式,确定待处理单元边界面中与起始点对应的面线段中点,建立待处理单元边界面的面线段中点与起始点间的第二点对应关系;
第一运算公式包括:
N_lm= F2N[i][4+(3+Noffset)%4];
其中,N_lm表示待处理单元边界面中与起始点对应的面线段中点;Noffset表示点位置偏移量;%表示求余运算;i表示待处理单元边界面的面单元编号,F2N[i][j]表示待处理单元边界面的构成顶点信息中记录位置为j的点信息。
本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构***,第四确定单元可以具体用于:若第一点排序方向与第二点排序方向不相同,则基于第二运算公式,确定待处理单元边界面中与起始点对应的面线段中点,建立待处理单元边界面的面线段中点与起始点间的第二点对应关系;
第二运算公式包括:
N_lm= F2N[i][4+Noffset%4];
其中,N_lm表示待处理单元边界面中与起始点对应的面线段中点;Noffset表示点位置偏移量;%表示求余运算;i表示待处理单元边界面的面单元编号,F2N[i][j]表示待处理单元边界面的构成顶点信息中记录位置为j的点信息。
本申请还提供了一种非结构二阶曲面多面体网格重构设备及计算机可读存储介质,其均具有本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构方法具有的对应效果。请参阅图24,图24为本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构设备的结构示意图。
本申请实施例提供的一种非结构二阶曲面多面体网格重构设备,包括存储器201和处理器202,存储器201中存储有计算机程序,处理器202执行计算机程序时实现如上任一实施例所描述非结构二阶曲面多面体网格重构方法的步骤。
请参阅图25,本申请实施例提供的另一种非结构二阶曲面多面体网格重构设备中还可以包括:与处理器202连接的输入端口203,用于传输外界输入的命令至处理器202;与处理器202连接的显示单元204,用于显示处理器202的处理结果至外界;与处理器202连接的通信模块205,用于实现非结构二阶曲面多面体网格重构设备与外界的通信。显示单元204可以为显示面板、激光扫描使显示器等;通信模块205所采用的通信方式包括但不局限于移动高清链接技术(HML)、通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI)、无线连接:无线保真技术(WiFi)、蓝牙通信技术、低功耗蓝牙通信技术、基于IEEE802.11s的通信技术。
本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上任一实施例所描述非结构二阶曲面多面体网格重构方法的步骤。
本申请所涉及的计算机可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
本申请实施例提供的非结构二阶曲面多面体网格重构***、设备及计算机可读存储介质中相关部分的说明请参见本申请实施例提供的非结构二阶曲面多面体网格重构方法中对应部分的详细说明,在此不再赘述。另外,本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明,以免过多赘述。
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。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种非结构二阶曲面多面体网格重构方法,其特征在于,包括:
获取目标物体的目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据,所述目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据包括上表面单元边界面、下表面单元边界面及侧表面单元边界面各自的构成顶点信息;
将所述上表面单元边界面和所述下表面单元边界面分别作为基准单元边界面和目标单元边界面;
确定所述基准单元边界面的所述构成顶点信息与所述目标单元边界面的所述构成顶点信息间的第一点对应关系,所述第一点对应关系包括所述基准单元边界面与所述目标单元边界面的顶点、面线段中点、面心点间的对应关系;
将与所述基准单元边界面存在相同边界面顶点的所述侧表面单元边界面作为待处理单元边界面,确定所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息与所述基准单元边界面的所述构成顶点信息间的第二点对应关系,所述第二点对应关系包括所述待处理单元边界面的面线段中点与所述基准单元边界面的顶点间的对应关系;
基于所述第一点对应关系和所述第二点对应关系,确定所述目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系,以基于所述点位置对应关系完成目标非结构二阶曲面多面体网格单元的重构,从而对所述目标物体进行计算流体力学数值模拟。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息与所述基准单元边界面的所述构成顶点信息间的第二点对应关系,包括:
确定所述基准单元边界面的所述构成顶点信息中的第一点排序方向;
以所述第一点排序方向为基准,确定所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中的第二点排序方向;
以所述基准单元边界面的所述构成顶点信息中的点位置为基准,确定所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中的点位置偏移量;
对于每个所述待处理单元边界面,基于所述第一点排序方向、所述第二点排序方向及所述点位置偏移量,确定所述待处理单元边界面的面线段中点与所述基准单元边界面的顶点间的所述第二点对应关系。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述以所述第一点排序方向为基准,确定所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中的第二点排序方向,包括:
确定所述待处理单元边界面与所述基准单元边界面间的相同线段;
确定所述相同线段在所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中的第一排列方向;
确定所述相同线段在所述基准单元边界面的所述构成顶点信息中的第二排列方向;
若所述第一排列方向与所述第二排列方向相同,则得到方向与所述第一点排序方向相同的所述第二点排序方向;
若所述第一排列方向与所述第二排列方向不相同,则得到方向与所述第一点排序方向不相同的所述第二点排序方向。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述以所述基准单元边界面的所述构成顶点信息中的点位置为基准,确定所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中的点位置偏移量,包括:
确定所述相同线段在所述基准单元边界面的所述构成顶点信息中的起始点;
确定所述起始点在所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中的记录位置;
将所述记录位置作为所述待处理单元边界面的所述点位置偏移量。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述记录位置包括从零开始的位置编号。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一点排序方向、所述第二点排序方向及所述点位置偏移量,确定所述待处理单元边界面的面线段中点与所述基准单元边界面的顶点间的所述第二点对应关系,包括:
若所述第一点排序方向与所述第二点排序方向相同,则基于第一运算公式,确定所述待处理单元边界面中与所述起始点对应的面线段中点,建立所述待处理单元边界面的面线段中点与所述起始点间的所述第二点对应关系;
所述第一运算公式包括:
N_lm= F2N[i][4+(3+Noffset)%4];
其中,N_lm表示所述待处理单元边界面中与所述起始点对应的面线段中点;Noffset表示所述点位置偏移量;%表示求余运算;i表示所述待处理单元边界面的面单元编号,F2N[i][j]表示所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中所述记录位置为j的点信息。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一点排序方向、所述第二点排序方向及所述点位置偏移量,确定所述待处理单元边界面的面线段中点与所述基准单元边界面的顶点间的所述第二点对应关系,包括:
若所述第一点排序方向与所述第二点排序方向不相同,则基于第二运算公式,确定所述待处理单元边界面中与所述起始点对应的面线段中点,建立所述待处理单元边界面的面线段中点与所述起始点间的所述第二点对应关系;
所述第二运算公式包括:
N_lm= F2N[i][4+Noffset%4];
其中,N_lm表示所述待处理单元边界面中与所述起始点对应的面线段中点;Noffset表示所述点位置偏移量;%表示求余运算;i表示所述待处理单元边界面的面单元编号,F2N[i][j]表示所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息中所述记录位置为j的点信息。
8.一种非结构二阶曲面多面体网格重构***,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于获取目标物体的目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据,所述目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据包括上表面单元边界面、下表面单元边界面及侧表面单元边界面各自的构成顶点信息;
第一处理模块,用于将所述上表面单元边界面和所述下表面单元边界面分别作为基准单元边界面和目标单元边界面;
第一确定模块,用于确定所述基准单元边界面的所述构成顶点信息与所述目标单元边界面的所述构成顶点信息间的第一点对应关系,所述第一点对应关系包括所述基准单元边界面与所述目标单元边界面的顶点、面线段中点、面心点间的对应关系;
第二确定模块,用于将与所述基准单元边界面存在相同边界面顶点的所述侧表面单元边界面作为待处理单元边界面,确定所述待处理单元边界面的所述构成顶点信息与所述基准单元边界面的所述构成顶点信息间的第二点对应关系,所述第二点对应关系包括所述待处理单元边界面的面线段中点与所述基准单元边界面的顶点间的对应关系;
第三确定模块,用于基于所述第一点对应关系和所述第二点对应关系,确定所述目标非结构二阶曲面多面体网格单元数据中的点位置对应关系,以基于所述点位置对应关系完成目标非结构二阶曲面多面体网格单元的重构,从而对所述目标物体进行计算流体力学数值模拟。
9.一种非结构二阶曲面多面体网格重构设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述非结构二阶曲面多面体网格重构方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述非结构二阶曲面多面体网格重构方法的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310810310.9A CN116542183B (zh) | 2023-07-04 | 2023-07-04 | 非结构二阶曲面多面体网格重构方法、***、设备及介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310810310.9A CN116542183B (zh) | 2023-07-04 | 2023-07-04 | 非结构二阶曲面多面体网格重构方法、***、设备及介质 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116542183A true CN116542183A (zh) | 2023-08-04 |
CN116542183B CN116542183B (zh) | 2023-09-12 |
Family
ID=87454492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310810310.9A Active CN116542183B (zh) | 2023-07-04 | 2023-07-04 | 非结构二阶曲面多面体网格重构方法、***、设备及介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116542183B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004102834A (ja) * | 2002-09-11 | 2004-04-02 | Ricoh Co Ltd | 三角形メッシュのデータ構造、三角形メッシュデータ圧縮方法および伸張方法、プログラム、記録媒体およびシステム |
CN114444274A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-05-06 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 一种从非结构网格中重构原结构网格的方法、介质及装置 |
CN115344530A (zh) * | 2022-10-18 | 2022-11-15 | 西安电子科技大学 | 一种基于vtk格式的多物理场单一数据文件表示方法 |
CN116245049A (zh) * | 2023-05-11 | 2023-06-09 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 节点式非结构网格的边界修正方法、装置、设备及介质 |
-
2023
- 2023-07-04 CN CN202310810310.9A patent/CN116542183B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004102834A (ja) * | 2002-09-11 | 2004-04-02 | Ricoh Co Ltd | 三角形メッシュのデータ構造、三角形メッシュデータ圧縮方法および伸張方法、プログラム、記録媒体およびシステム |
CN114444274A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-05-06 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 一种从非结构网格中重构原结构网格的方法、介质及装置 |
CN115344530A (zh) * | 2022-10-18 | 2022-11-15 | 西安电子科技大学 | 一种基于vtk格式的多物理场单一数据文件表示方法 |
CN116245049A (zh) * | 2023-05-11 | 2023-06-09 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 节点式非结构网格的边界修正方法、装置、设备及介质 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
J HUANG等: "Combinatorial manifold mesh reconstruction and optimization from unorganized points with arbitrary topology", COMPUTER-AIDED DESIGN, vol. 34, no. 2, pages 149 - 165, XP004322747, DOI: 10.1016/S0010-4485(01)00079-3 * |
关启超等: "误差有界的低扭曲非结构T样条曲面拟合", 图学学报, vol. 43, no. 6, pages 1104 - 1113 * |
唐静等: "非结构混合网格自适应并行技术", 航空学报, vol. 41, no. 1, pages 96 - 105 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116542183B (zh) | 2023-09-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105678683B (zh) | 一种三维模型的二维存储方法 | |
CN106164979A (zh) | 一种三维人脸重建方法及*** | |
KR20060047436A (ko) | 2차원 및 3차원 도형의 데이터를 컴퓨터의 메모리에기록하는 데이터 구조, 프로그램 및 기록 매체 | |
CN101976468A (zh) | 一种多分辨率动态地形可视化方法及*** | |
CN116227043A (zh) | 一种飞行器数值模拟方法、***、设备及计算机存储介质 | |
CN113012226A (zh) | 相机位姿的估计方法、装置、电子设备及计算机存储介质 | |
CN114549671A (zh) | 一种网格编码方法及计算机*** | |
CN116227209A (zh) | 一种点云数据多维线性差值方法、终端设备及存储介质 | |
Hirschmann | Multiplier transformations, II | |
CN116542183B (zh) | 非结构二阶曲面多面体网格重构方法、***、设备及介质 | |
CN113065180B (zh) | Gim解析方法和装置、设备及存储介质 | |
CN116522828B (zh) | 非结构线性三棱柱网格单元重构方法、***、设备及介质 | |
CN111476705A (zh) | 主被动三维成像实时处理***及方法 | |
CN113487736B (zh) | 一种水下地形点云数据转换为obj三维模型的方法 | |
CN116663155A (zh) | 非结构线性六面体网格单元重构方法、***、设备及介质 | |
CN111862331B (zh) | 一种基于cpu运算的模型体素化效率优化的方法及其*** | |
CN108734181B (zh) | 一种加速在线生成核反应堆堆芯特征线的方法 | |
Alexander et al. | Computing quasi-conformal maps in 3d with applications to geometric modeling and imaging | |
Kerber et al. | 3D kinetic alpha complexes and their implementation | |
Guo et al. | Bézier segmentation of T-spline solids in parametric domain | |
Kim et al. | A new hybrid interpolation method using surface tracking, fitting and smoothing function applied for aeroelasticity | |
CN116051782B (zh) | 基于正交网格曲线插值的数据处理及重构建模方法、设备和存储介质 | |
CN112123750B (zh) | 晶格的三维打印方法、装置、***及存储介质 | |
CN118013770B (zh) | 一种离散网格面片几何拓扑关系重建方法、装置、设备及存储介质 | |
CN116271806A (zh) | 水体渲染方法、装置、电子设备及可读介质 |
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 |