[发明专利]一种气动流动数值仿真流场结构的显示方法

权利要求书

1.一种气动流动数值仿真流场结构的显示方法，包括：

S1.获取气动流动仿真的流场结果数据，并基于初始物理判据对所述流场结果数据进行筛选，获取所述流场结果数据中存在激波面的第一位置；

S2.基于筛选物理判据对所述第一位置进行筛选处理，获取激波面结构；

S3.汇总所述激波面结构形成气动全流场激波波系结构，并显示所述气动全流场激波波系结构；

步骤S1中包括：

S11.读取气动流动仿真获得的流场结果数据；

S12.选取流场数据中一个流场单元的单元中心点P_E，i为起始，以流线推进方式分别沿上游、下游获取其余所述流场单元的单元中心点P_E，n，以及相应的流场数据；

S13.根据所述初始物理判据对所述流场数据进行判断，获取所述第一位置；

步骤S12中，所述流线推进方式满足：

P_k+1＝P_k+s_dV_kλ_k

其中，P_k为当前点，P_k+1为流线上的下一个点，s_d取值为±1，代表是向下游搜索还是向上游搜索，V_k是P_k点处的流动速度矢量，λ_k是P_k点处的网格最小尺度；

所述初始物理判据包括第一子物理判据和第二子物理判据；其中，

所述第一子物理判据为：

其中，Ma_E,i为P_E,i点马赫数；

所述第二子物理判据为：

P_E,-N-P_E,N≥-λP_E,0

T_E,-N-T_E,N≥-λT_E,0

ρ_E,-N-ρ_E,N≥-λρ_E,0

|V_E,-N|-|V_E,N|≤λ|V_E,0|

其中，λ为过滤阈值，P_E，0为流场单元的起始单元的中心点，P_E，n和P_E，-n为自起始点P_E，0以流线推进方式沿着上下游找出的不同流场单元的单元中心点，T_E，0、T_E，n和T_E，-n为对应点的温度数据，ρ_E，0、ρ_E，n和ρ_E，-n为对应点的密度数据，V_E，0、V_E，n和V_E，-n为对应点的流动速度数据；

步骤S13中，将每个所述流场单元中的所述流场数据带入所述初始物理判据，若任一一个所述流场单元中的所述流场数据满足所述第一子物理判据或所述第二子物理判据任一一个，则将其排除，剩余的所述流场单元则为存在激波面的第一位置；

所述筛选物理判据为激波关系式：

其中，θ为气流偏转角，β为激波角；

步骤S2中，通过将各所述第一位置中的所述流场数据带入所述筛选物理判据，获取激波面结构；

步骤S2包括：

S21.选取任一一个所述第一位置中的所述流场数据带入所述筛选物理判据后，其参数之比和通过激波关系式得到的上下游参数之比加以对比，两者差距小于预设的阈值，则此所述第一位置为激波区域；

S22.根据激波角和气流方向，获得激波面法向，进一步计算激波面法向马赫数，根据激波的物理特性，波前法向马赫数1，波后法向马赫数1，则取单元内法向马赫数为1的等值面即为激波面结构。

2.根据权利要求1所述的显示方法，其特征在于，步骤S12中所述流场数据包括：流动速度V、压力p、密度ρ和温度T。

3.根据权利要求1所述的显示方法，其特征在于，步骤S3中包括：

S31.汇总所述激波面结构，根据单元相邻关系可将激波面分割为互不相连的多个区域，每个区域由一组相邻的激波面组成，形成所述气动全流场激波波系结构；

S32.将所述气动全流场激波波系结构按STL格式导出，并在流场后处理工具中查看并显示，或这直接导入CAD工具中显示。