一種通用的無(wú)網(wǎng)格數(shù)值結(jié)果后處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種通用的無(wú)網(wǎng)格數(shù)值結(jié)果后處理方法，屬于計(jì)算力學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法包括以下步驟：1、將無(wú)網(wǎng)格方法得到的粒子物理信息儲(chǔ)存起來(lái)；2、對(duì)所研究問(wèn)題的計(jì)算域劃分網(wǎng)格，將網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)信息儲(chǔ)存起來(lái)；3、利用粒子搜索方法，確定每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)影響域中的無(wú)網(wǎng)格粒子；4、計(jì)算網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)影響域內(nèi)的核函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)；5、計(jì)算系數(shù)矩陣的逆矩陣；6、計(jì)算網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的物理量；7、將網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的物理量導(dǎo)入繪圖軟件，展示結(jié)果。本發(fā)明方法能將數(shù)值模擬得到的物理信息差值到新的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上，提高了無(wú)網(wǎng)格方法計(jì)算結(jié)果的可視性。
【專利說(shuō)明】一種通用的無(wú)網(wǎng)格數(shù)值結(jié)果后處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通用的無(wú)網(wǎng)格數(shù)值結(jié)果后處理方法，屬于計(jì)算力學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 流體力學(xué)是航空航天領(lǐng)域中一個(gè)十分重要的學(xué)科，如今的流體已不再局限于靜態(tài) 問(wèn)題，更多的是關(guān)注動(dòng)態(tài)問(wèn)題。傳統(tǒng)的CFD方法是有網(wǎng)格方法，這些方法通?；趧?dòng)網(wǎng)技術(shù) 或嵌套網(wǎng)格技術(shù)來(lái)解決網(wǎng)格變形問(wèn)題，然而當(dāng)所研究問(wèn)題的邊界變形過(guò)大時(shí)這兩種方法可 能會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)格畸變，此時(shí)通常利用網(wǎng)格重構(gòu)來(lái)消除畸變的網(wǎng)格，然而網(wǎng)格重構(gòu)必然會(huì)降低 精度和增大計(jì)算量。為此人們提出了無(wú)網(wǎng)格方法，無(wú)網(wǎng)格方法不需要網(wǎng)格因此不會(huì)遇到網(wǎng) 格畸變的問(wèn)題。但是現(xiàn)有的繪圖軟件都不能很好的展示無(wú)網(wǎng)格方法的數(shù)值結(jié)果，因此有必 要對(duì)無(wú)網(wǎng)格方法的數(shù)值結(jié)果進(jìn)行特殊的后處理。
[0003] 2007 年 Price 基于 SPH(smooth particle hydrodynamics)的對(duì)稱特性提出了一 種無(wú)網(wǎng)格數(shù)值結(jié)果后處理方法。但是該方法存在以下缺點(diǎn)：
[0004] (1)通用性較差，在實(shí)際使用過(guò)程時(shí)需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行正則化；
[0005] (2)該方法精度偏低，只有零階精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了彌補(bǔ)上述缺陷，提高無(wú)網(wǎng)格方法數(shù)值結(jié)果的可視化特性，提 出了一種通用的無(wú)網(wǎng)格數(shù)值結(jié)果后處理方法。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] -種通用的無(wú)網(wǎng)格數(shù)值結(jié)果后處理方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：
[0009] 步驟1、首先將無(wú)網(wǎng)格方法得到的粒子物理信息儲(chǔ)存起來(lái)；
[0010] 步驟2、對(duì)所研究問(wèn)題的計(jì)算域劃分網(wǎng)格，將網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)信息儲(chǔ)存起來(lái)；
[0011] 劃分網(wǎng)格時(shí)可以借助于現(xiàn)有的商業(yè)軟件，比如Gambit，Icem等，利用商業(yè)軟件劃 分網(wǎng)格時(shí)需要將所有相關(guān)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)信息保存。對(duì)于簡(jiǎn)單的外形，也可以通過(guò)編寫(xiě)程序劃 分網(wǎng)格，利用該方法獲得的網(wǎng)格只需要保存節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。
[0012] 步驟3、利用粒子搜索方法，確定每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)影響域中的無(wú)網(wǎng)格粒子；如圖2所 示；
[0013] 網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的影響域半徑匕=kh，其中k由核函數(shù)的類型決定，通常取為2或3, h 是光滑長(zhǎng)度，從無(wú)網(wǎng)格方法數(shù)值結(jié)果的粒子信息中獲得。計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)與所有無(wú)網(wǎng)格 粒子之間的距離

【權(quán)利要求】
1. 一種通用的無(wú)網(wǎng)格數(shù)值結(jié)果后處理方法，其特征在于，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下： 步驟1、首先將無(wú)網(wǎng)格方法得到的粒子物理信息儲(chǔ)存起來(lái)； 步驟2、對(duì)所研究問(wèn)題的計(jì)算域劃分網(wǎng)格，將網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)信息儲(chǔ)存起來(lái)； 步驟3、利用粒子搜索方法，確定每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)影響域中的無(wú)網(wǎng)格粒子； 步驟4、計(jì)算網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)影響域內(nèi)的核函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)； 步驟5、計(jì)算系數(shù)矩陣的逆矩陣，其中系數(shù)矩陣A用下式表示：
矩陣中各元素值通過(guò)下式計(jì)算：
其中，W、Wx、Wy、Wz分別是核函數(shù)及其在X、y、z方向的導(dǎo)數(shù)，N是網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)影響域內(nèi)無(wú) 網(wǎng)格粒子的個(gè)數(shù)，mp和P p分別表示無(wú)網(wǎng)格粒子的質(zhì)量和密度，xg、yg和zg分別表示網(wǎng)格節(jié) 點(diǎn)在x、y、z方向的坐標(biāo)，x p、yp和zp分別表示無(wú)網(wǎng)格粒子在x、y、z方向的坐標(biāo)；A的逆矩陣 A4可以表示成下式：
步驟6、通過(guò)下式計(jì)算網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的物理量；
其中，fg、fP分別表示網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)、無(wú)網(wǎng)格粒子的任意物理量； 步驟7、將網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的物理量導(dǎo)入繪圖軟件，展示結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104063554SQ201410319257
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】雷娟棉, 黃燦, 王鎖柱, 彭雪瑩, 吳小勝 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)