[发明专利]基于CAE分析结果的温度场插值方法

说明书

本发明属于计算机辅助设计技术领域，具体涉及基于CAE分析结果的温度场插值方法。本发明基于原先CAE软件计算的温度场结果，通过非线性空间插值的方法，不仅能够快速计算出工程师需要的网格精度范围内的温度场结果，而且有效地提高三维模型的显示效果，并且可以为后续的分析计算提供有效的温度场结果，此外。空间插值法是基于有限元算法的前提，通过空间插值的数学方式来计算温度场，不仅能够保证计算所得的温度场的准确性，而且也提高了计算效率。

技术领域

本发明属于计算机辅助设计技术领域，具体涉及基于CAE分析结果的温度场插值方法。

背景技术

CAE，又称计算机辅助工程，是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。在工程设计中，对产品的性能分析及结构优化起着不可或缺的作用。热分析是CAE软件分析中最为基础的一部分。考虑到计算的效率与人力原因，工程师在计算热分析时，对于模型网格的精度要求往往无法满足后续应力或者其他计算的要求，需要重新划分网格后再次计算，该操作大幅度地影响了工作效率。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了基于CAE分析结果的温度场插值方法，目的是为了解决现有通过CAE软件计算热分析时，对于模型网格的精度要求往往无法满足后续应力或者其他计算的要求，需要重新划分网格后再次计算，该操作大幅度地影响了工作效率的技术问题。

本发明提供了基于CAE分析结果的温度场插值方法，具体技术方案如下：

基于CAE分析结果的温度场插值方法，包括如下步骤：

S1，利用CAE软件对几何模型进行第一次网格划分，并进行热分析，获得热分析结果；

S2，对步骤S1的热分析结果的收敛性进行判断，如果所述热分析结果收敛，导出第一温度场分布结果和第一划分模型；如果所述热分析结果不收敛，返回步骤S1；

S3，利用CAE软件对步骤S2中的第一分析模型进行再次网格划分，再次网格划分中网格单元的尺寸小于第一次网格划分中网格单元的尺寸，导出第二划分模型；

S4，通过空间温度场插值计算方法对步骤S2中的第一温度场分布结果、第一划分模型和步骤S3中的第二划分模型进行插值计算，获得初始温度场结果；

S5，将步骤S3中的第二划分模型与步骤S4的初始温度场结果进行温度场的加载计算，获得第二划分模型的温度场映射结果。

在某些实施方式中，在步骤S4中，所述空间温度场插值计算方法包括如下步骤：

(1)设置插值参数k，k为对步骤S3中第二划分模型的节点搜索近邻点的数量；

(2)计算比例系数r,比例系数r＝步骤S3中再次网格划分的网格单元数量/步骤S1中第一次网格划分网格单元数量；

(3)当0r4时，t＝0.53，当r≥4时，t＝1，t为步骤S3中再次网格划分的网格单元平均尺寸s的系数；

(4)设置插值参数R，R为以步骤S3中第二划分模型的节点为球心的球体的半径；

(5)判断步骤S3中第二划分模型的节点的近邻点与步骤(4)球体的位置关系，当近邻点与球心重合，即与步骤S2中的第一划分模型的节点重合时，步骤S3中第二划分模型的节点温度值即为该近邻点的温度值；当近邻点在球体边缘或这外部时，剔除该近邻点；当近邻点在球体内部时，保留进行后续的空间插值；