[发明专利]一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法及装置

说明书

本发明提供一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法及装置。所述方法包括步骤：获取包含飞行器外形的所有壁面网格点的外接方盒；采用二等分法对外接方盒进行循环切割，得到多个小外接方盒；检测目标多块结构网格中的目标网格单元的相邻网格单元是否计算过壁面距离；响应于相邻网格单元均未计算过壁面距离的检测结果，采用循环盒子法计算目标网格单元的壁面距离；响应于至少一个相邻网格单元计算过壁面距离的检测结果，采用阵面推进法计算目标网格单元及下一网格层中对应网格单元的壁面距离。所述装置包括对应实现上述步骤的各个功能模块。根据本发明，能够有效地解决现有应用于飞行器外形的壁面距离计算方法的通用性差或者效率低的问题。

技术领域

本发明属于计算流体动力学技术领域，更具体地，涉及一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法及装置。

背景技术

目前，现有应用于飞行器外形的壁面距离计算方法主要分为两类，第一类是基于搜索比较的近似计算方法，第二类是基于求解偏微分方程的计算方法。其中，基于求解偏微分方程的计算方法需要迭代隐式求解Eikonal和Hamilton-Jacobi方程，不仅需要另外的编程来实现，而且如何保证对于各种复杂的工程问题也能达到合理快速的收敛性尚不得知。而对于基于搜索比较的近似计算方法而言，较为合理的还是直接计算方法，即采用遍历法计算每个离散点到所有壁面离散点的最小距离，该方法的优点是方法简单、程序实现容易以及不存在迭代收敛问题等，但当壁面离散点密集时，所需的计算量非常巨大，计算耗时长。

发明内容

本发明的目的在于解决现有应用于飞行器外形的壁面距离计算方法的通用性差或者效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法及装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种应用于飞行器外形的壁面距离计算方法。

本发明的应用于飞行器外形的壁面距离计算方法包括以下步骤：

获取包含所述飞行器外形的所有壁面网格点的外接方盒；

采用二等分法对所述外接方盒进行循环切割，得到多个小外接方盒；

检测目标多块结构网格中的目标网格单元的相邻网格单元是否计算过壁面距离；

响应于所述相邻网格单元均未计算过壁面距离的检测结果，采用循环盒子法计算所述目标网格单元的壁面距离；

响应于至少一个所述相邻网格单元计算过壁面距离的检测结果，采用阵面推进法计算所述目标网格单元及下一网格层中对应网格单元的壁面距离。

作为优选的是，所述获取包含目标多块结构网格的所有壁面网格点的外接方盒的步骤包括：

收集所述所有壁面网格点，并存放于一个数组中；

对所述所有壁面网格点按照x坐标进行排序；

在笛卡儿坐标系中计算包括所述所有壁面网格点的外接长方体，得到所述外接方盒。

作为优选的是，所述对所述所有壁面网格点按照x坐标进行排序的步骤采用堆排序的方式实现。

作为优选的是，所述采用二等分法对所述外接方盒进行循环切割，得到多个小外接方盒的步骤包括：

沿所述外接方盒的最长边对所述外接方盒进行二等分，得到两个中间外接方盒；

按照以上切割方式持续对得到的每个中间外接方盒进行二等分，直至切割层次达到预定的切割层次阈值或者得到的中间外接方盒所包含的壁面网格点的数量达到预定的壁面网格点数量阈值；

如此得到的多个中间外接方盒为所述多个小外接方盒。

作为优选的是，所述切割层次阈值为10层；

和/或，