一種滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法
【專利摘要】本發明涉及一種滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法，本發明由網格信息前處理、網格搜索算法、映射關系算法、信息映射、后處理等步驟組成。本發明是一種根據輸入的網格信息，通過分析將其分解為若干子問題，按網格信息的特征依次從各模塊中尋找適當的解決方法，并將它們有機組合的方法。通過使用本方法，能夠在各種異構網格進行信息映射，不受網格劃分方法以及所需映射的信息內容的限制，對溝通各專業領域起到相當的促進作用。
【專利說明】一種滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法，特別是涉及一種應用于多物理場耦合計算領域的滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法。
【背景技術】
[0002]多物理場耦合計算由于涉及到多個學科之間的數據交互，流體力學領域側重于使用有限體積法，固體力學領域廣泛采用有限元方法，并使用不同的網格劃分方法，如圖1所
/Jn ο
[0003]網格信息所體現的外形等物理信息是連續的，網格的劃分只是一種離散方法。基于網格呈現的一組物理量信息只能離散在網格點上，或只能基于網格單元或網格點計算，當需要把這些信息傳遞到另一套方法劃分的網格上時，由于兩套網格的單元和網格點都無法對應，坐標位置也不相同，從而造成兩個領域的信息難以交互。
[0004]在物理場耦合的各學科模型之間的信息交互中，存在以下幾類問題:
[0005]I)異構網格耦合界面位移映射；
[0006]2)異構網格耦合界面載荷映射；
[0007]3)異構網格耦合域位移映射；
[0008]4)異構網格耦合域載荷映射。
[0009]這里，“載荷”是一個廣義概念，指一切連續的力、熱等物理量，以及其它非位移量的信息。
[0010]因此亟需提供一種新型的滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法。
【發明內容】
[0011]本發明要解決的技術問題是提供一種能夠對不同網格自適應選擇映射算法并進行信息映射的滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法。
[0012]為解決上述技術問題，本發明一種滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法，依次包括以下步驟:
[0013]第一步、讀取源網格文件和目標網格文件；
[0014]當兩個網格文件中都含有體網格信息，其它文件為位移文件時，判斷映射類型為異構網格耦合域位移映射；所述體網格信息包括體網格點和體網格單元；
[0015]當至少有一個網格文件中沒有體網格信息，其它文件為位移文件，判斷判斷映射類型為異構網格耦合界面位移映射；
[0016]當至少有一個網格文件中沒有體網格信息，其它文件為載荷文件，判斷判斷映射類型為異構網格耦合界面載荷映射；
[0017]當兩個網格文件中都含有體網格信息，其它文件為載荷文件，判斷判斷映射類型為異構網格耦合域載荷映射；所述體網格信息包括體網格點和體網格單元；
[0018]第二步、對應源網格的網格單元與目標網格的網格點；[0019]對于異構網格耦合界面載荷映射與異構網格耦合界面位移映射，依次包括點在表面網格單元上的投影算法、點與表面網格單元的對應關系搜索算法、判斷點在表面網格單元內的算法，和為特殊點確定對應的表面網格單元的算法；對于異構網格耦合域位移映射與異構網格耦合域載荷映射，點與體網格單元的對應關系搜索算法、依次包括判斷點在體網格單元內的算法，和為特殊點確定對應的體網格單元的算法；
[0020]第三步、自適應選擇映射權重計算；
[0021]對于異構網格耦合界面載荷映射與異構網格耦合界面位移映射，表面網格單元選擇“面積坐標法”進行權重計算；四面體體網格單元選擇“體積坐標法”進行權重計算；其它類型的體網格選擇“反距離權重法”進行權重計算；
[0022]對于異構網格耦合域位移映射與異構網格耦合域載荷映射，四邊形表面單元分割為兩個三角形表面單元，對于表面網格單元選擇“常體積守恒法”進行權重計算；所有體網格單元選擇“中值平均法”進行權重計算；
[0023]第四步、進行信息映射計算；
[0024]將源網格單元各點的權重值與該點的值相乘，然后累加；
[0025]第五步、輸出計算結果。
[0026]點與體網格單元的對應關系搜索算法，依次包括:
[0027]a)計算源網格各單元的中心點坐標；
[0028]b)對每個目標網格點，計算其與源網格各體網格單元中心點的距離，搜索出十個距離最近的點，并按距離從小到大進行排序。
[0029]判斷點在體網格單元內的算法，包括:
[0030]構造一個四階行列式
【權利要求】
1.一種滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法，依次包括以下步驟: 第一步、讀取源網格文件和目標網格文件； 當兩個網格文件中都含有體網格信息，其它文件為位移文件時，判斷映射類型為異構網格耦合域位移映射；所述體網格信息包括體網格點和體網格單元； 當至少有一個網格文件中沒有體網格信息，其它文件為位移文件，判斷判斷映射類型為異構網格耦合界面位移映射； 當至少有一個網格文件中沒有體網格信息，其它文件為載荷文件，判斷判斷映射類型為異構網格耦合界面載荷映射； 當兩個網格文件中都含有體網格信息，其它文件為載荷文件，判斷判斷映射類型為異構網格耦合域載荷映射；所述體網格信息包括體網格點和體網格單元； 第二步、對應源網格的網格單元與目標網格的網格點； 對于異構網格耦合界面載荷映射與異構網格耦合界面位移映射，依次包括點在表面網格單元上的投影算法、點與表面網格單元的對應關系搜索算法、判斷點在表面網格單元內的算法，和為特殊點確定對應的表面網格單元的算法；對于異構網格耦合域位移映射與異構網格耦合域載荷映射，點與體網格單元的對應關系搜索算法、依次包括判斷點在體網格單元內的算法，和為特殊點確定對應的體網格單元的算法； 第三步、自適應選擇映射權重計算； 對于異構網格耦合界面載荷映射與異構網格耦合界面位移映射，表面網格單元選擇“面積坐標法”進行權重計算；四面體體網格單元選擇“體積坐標法”進行權重計算；其它類型的體網格選擇“反距離權重法”進行權重計算； 對于異構網格耦合域位移映射與異構網格耦合域載荷映射，四邊形表面單元分割為兩個三角形表面單元，對于表面網格單元選擇“常體積守恒法”進行權重計算；所有體網格單元選擇“中值平均法”進行權重計算； 第四步、進行信息映射計算； 將源網格單元各點的權重值與該點的值相乘，然后累加； 第五步、輸出計算結果。
2.根據權利要求1所述的一種滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法，其特征在于:點與體網格單元的對應關系搜索算法，依次包括: a)計算源網格各單元的中心點坐標； b)對每個目標網格點，計算其與源網格各體網格單元中心點的距離，搜索出十個距離最近的點，并按距離從小到大進行排序。
3.根據權利要求1所述的一種滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法，其特征在于:判斷點在體網格單元內的算法，包括: 構造一個四階行列式
4.根據權利要求?所述的一種滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法，其特征在于:為特殊點確定對應的體網格單元的算法包括，當某點同時在某幾個體網格單元的點、棱或面上，任選一個體網格單元；當某點不在任何體網格單元內或它們的點、棱或面上，找到重心與該點最近的體網格。
5.根據權利要求1所述的一種滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法，其特征在于:點與表面網格單元的對應關系搜索算法，依次包括: a)計算源網格各單元的中心點坐標； b)對每個目標網格點，計算其與源網格各表面網格單元中心點的距離，搜索出十個距離最近的點，并按距離從小到大進行排序。
6.根據權利要求1所述的一種滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法，其特征在于:點在表面網格單元上的投影算法，包括 當源網格表面單元是四邊形，則將其切割為兩個三角形； 對氣動節點P和由節點Pr P2> P3組成的表面單元，Pn為P點在P1P2P3平面上的投影；
7.根據權利要求3所述的一種滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法，其特征在于:判斷點在表面網格單元內的算法為將“判斷點在體網格單元內的算法”降階使用。
8.根據權利要求1所述的一種滑翔飛行器總體性能仿真試驗流程自動化管理方法，其特征在于:為特殊點確定對應的表面網格單元的算法包括，當某點同時在某幾個表面網格單元的點或棱上，這時可任選一個表面網格單元；當某點不在任何表面網格單元內或它們的點和棱上，找到重心與該點最近的表面網格。
【文檔編號】G06F17/50GK103902747SQ201210394335
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年10月17日 優先權日:2012年10月17日
【發明者】劉璟, 鐵鳴, 胡東飛, 吳旭生, 王玲 申請人:北京臨近空間飛行器系統工程研究所, 中國運載火箭技術研究院