一种结构/非结构耦合求解cfd的方法
【专利摘要】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。
【专利说明】
一种结构/非结构耦合求解CFD的方法
技术领域
[0001]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CR)的方法。
【背景技术】
[0002]随着大型科学计算机的不断发展，计算流体力学(Computat1nal 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。CR)技术发展的一个重要标志是近一二十年来，各种Cro软件的陆续出现。cro软件的核心功能是通过求解N-S流动控制方程获得流场彳目息，主要包括二个步骤:首先，米用计算网格单兀(如二角形、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。
[0003]目前，绝大部分CR)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CR)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。
[0004]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】
[0005]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CR)的方法，使得CR)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。
[0006]—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CR)的方法包括以下步骤:
SI，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。
[0007]优选地，所述步骤SI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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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CR)的方法，在基于混合网格进行CR)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】
[0011]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。
[0012]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】
[0013]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。
[0014]下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]步骤3:cro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。
[0018]参照图1可见，通过采用本发明使得效率得到大幅提升。
[0019]本发明提供的一种非结构耦合求解CR)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。
[0020]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。
【主权项】
1.一种结构/非结构耦合求解CR)的方法，其特征在于，所述耦合求解CR)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CR)的方法，其特征在于，所述步骤SI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CR)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CR)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。
【文档编号】G06F17/50GK106096190SQ201610481046
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】赫新
【申请人】赫新