[发明专利]一种基于模态多重网格的流场加速收敛方法

摘要

本发明公开了一种基于模态多重网格的流场加速收敛方法，通过选择若干伪时间迭代步的流场快照，对其进行动力学模态分析，将物理空间流场信息投影到模态空间，并在模态空间将流场的高频分量截断，仅保留低频分量，再将其反投影回物理空间，能够有效地消除流场迭代过程中不同频率的扰动传播，显著加快流场收敛速度。与传统多重网格方法不同的是，本发明提出的模态多重网格方法不需要在物理空间对网格进行变换，巧妙地避免了复杂繁琐的网格粗化和细化的过程，而且能够非常方便地嫁接于任意流场求解器，而不需要对求解方法做任何改动，很方便地用于非结构网格流场加速收敛以及大规模并行计算。

主权项

1.一种基于模态多重网格的流场加速收敛方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：针对所研究的对象，采用CAD软件构建其几何模型；步骤2：采用网格划分软件对几何模型进行网格划分；步骤3：将计算网格导入CFD流场求解器进行流场求解，并在伪时间迭代步中选择并保存一定数目的流场快照，记为矩阵A＝[U1,U2,…,UN]，其中U表示流场中所有网格单元的守恒变量组成的列向量，N为快照个数；步骤4：对矩阵A进行模态分析，将物理空间的流场信息投影到模态空间，使任意物理空间中的各个快照U_i在模态空间表示出来，记为其中Φ_j表示各阶流场模态，c_ij代表各阶模态系数，i表示快照数，j表示模态数；步骤5：在模态空间对模态分析得到的高阶模态进行截断，仅保留低阶模态，实现在模态空间进行高频误差滤波；步骤6：将模态空间中经过高频误差滤波后的流场信息反投影回物理空间，再将经过模态分析后的第N个快照U'N作为新的伪时间迭代步的初场，进行下一步流场求解迭代。