一种滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法
【专利摘要】本发明涉及一种滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法，本发明由网格信息前处理、网格搜索算法、映射关系算法、信息映射、后处理等步骤组成。本发明是一种根据输入的网格信息，通过分析将其分解为若干子问题，按网格信息的特征依次从各模块中寻找适当的解决方法，并将它们有机组合的方法。通过使用本方法，能够在各种异构网格进行信息映射，不受网格划分方法以及所需映射的信息内容的限制，对沟通各专业领域起到相当的促进作用。
【专利说明】一种滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法，特别是涉及一种应用于多物理场耦合计算领域的滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法。
【背景技术】
[0002]多物理场耦合计算由于涉及到多个学科之间的数据交互，流体力学领域侧重于使用有限体积法，固体力学领域广泛采用有限元方法，并使用不同的网格划分方法，如图1所
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[0003]网格信息所体现的外形等物理信息是连续的，网格的划分只是一种离散方法。基于网格呈现的一组物理量信息只能离散在网格点上，或只能基于网格单元或网格点计算，当需要把这些信息传递到另一套方法划分的网格上时，由于两套网格的单元和网格点都无法对应，坐标位置也不相同，从而造成两个领域的信息难以交互。
[0004]在物理场耦合的各学科模型之间的信息交互中，存在以下几类问题:
[0005]I)异构网格耦合界面位移映射；
[0006]2)异构网格耦合界面载荷映射；
[0007]3)异构网格耦合域位移映射；
[0008]4)异构网格耦合域载荷映射。
[0009]这里，“载荷”是一个广义概念，指一切连续的力、热等物理量，以及其它非位移量的信息。
[0010]因此亟需提供一种新型的滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法。
【发明内容】
[0011]本发明要解决的技术问题是提供一种能够对不同网格自适应选择映射算法并进行信息映射的滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法。
[0012]为解决上述技术问题，本发明一种滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法，依次包括以下步骤:
[0013]第一步、读取源网格文件和目标网格文件；
[0014]当两个网格文件中都含有体网格信息，其它文件为位移文件时，判断映射类型为异构网格耦合域位移映射；所述体网格信息包括体网格点和体网格单元；
[0015]当至少有一个网格文件中没有体网格信息，其它文件为位移文件，判断判断映射类型为异构网格耦合界面位移映射；
[0016]当至少有一个网格文件中没有体网格信息，其它文件为载荷文件，判断判断映射类型为异构网格耦合界面载荷映射；
[0017]当两个网格文件中都含有体网格信息，其它文件为载荷文件，判断判断映射类型为异构网格耦合域载荷映射；所述体网格信息包括体网格点和体网格单元；
[0018]第二步、对应源网格的网格单元与目标网格的网格点；[0019]对于异构网格耦合界面载荷映射与异构网格耦合界面位移映射，依次包括点在表面网格单元上的投影算法、点与表面网格单元的对应关系搜索算法、判断点在表面网格单元内的算法，和为特殊点确定对应的表面网格单元的算法；对于异构网格耦合域位移映射与异构网格耦合域载荷映射，点与体网格单元的对应关系搜索算法、依次包括判断点在体网格单元内的算法，和为特殊点确定对应的体网格单元的算法；
[0020]第三步、自适应选择映射权重计算；
[0021]对于异构网格耦合界面载荷映射与异构网格耦合界面位移映射，表面网格单元选择“面积坐标法”进行权重计算；四面体体网格单元选择“体积坐标法”进行权重计算；其它类型的体网格选择“反距离权重法”进行权重计算；
[0022]对于异构网格耦合域位移映射与异构网格耦合域载荷映射，四边形表面单元分割为两个三角形表面单元，对于表面网格单元选择“常体积守恒法”进行权重计算；所有体网格单元选择“中值平均法”进行权重计算；
[0023]第四步、进行信息映射计算；
[0024]将源网格单元各点的权重值与该点的值相乘，然后累加；
[0025]第五步、输出计算结果。
[0026]点与体网格单元的对应关系搜索算法，依次包括:
[0027]a)计算源网格各单元的中心点坐标；
[0028]b)对每个目标网格点，计算其与源网格各体网格单元中心点的距离，搜索出十个距离最近的点，并按距离从小到大进行排序。
[0029]判断点在体网格单元内的算法，包括:
[0030]构造一个四阶行列式
【权利要求】
1.一种滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法，依次包括以下步骤: 第一步、读取源网格文件和目标网格文件； 当两个网格文件中都含有体网格信息，其它文件为位移文件时，判断映射类型为异构网格耦合域位移映射；所述体网格信息包括体网格点和体网格单元； 当至少有一个网格文件中没有体网格信息，其它文件为位移文件，判断判断映射类型为异构网格耦合界面位移映射； 当至少有一个网格文件中没有体网格信息，其它文件为载荷文件，判断判断映射类型为异构网格耦合界面载荷映射； 当两个网格文件中都含有体网格信息，其它文件为载荷文件，判断判断映射类型为异构网格耦合域载荷映射；所述体网格信息包括体网格点和体网格单元； 第二步、对应源网格的网格单元与目标网格的网格点； 对于异构网格耦合界面载荷映射与异构网格耦合界面位移映射，依次包括点在表面网格单元上的投影算法、点与表面网格单元的对应关系搜索算法、判断点在表面网格单元内的算法，和为特殊点确定对应的表面网格单元的算法；对于异构网格耦合域位移映射与异构网格耦合域载荷映射，点与体网格单元的对应关系搜索算法、依次包括判断点在体网格单元内的算法，和为特殊点确定对应的体网格单元的算法； 第三步、自适应选择映射权重计算； 对于异构网格耦合界面载荷映射与异构网格耦合界面位移映射，表面网格单元选择“面积坐标法”进行权重计算；四面体体网格单元选择“体积坐标法”进行权重计算；其它类型的体网格选择“反距离权重法”进行权重计算； 对于异构网格耦合域位移映射与异构网格耦合域载荷映射，四边形表面单元分割为两个三角形表面单元，对于表面网格单元选择“常体积守恒法”进行权重计算；所有体网格单元选择“中值平均法”进行权重计算； 第四步、进行信息映射计算； 将源网格单元各点的权重值与该点的值相乘，然后累加； 第五步、输出计算结果。
2.根据权利要求1所述的一种滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法，其特征在于:点与体网格单元的对应关系搜索算法，依次包括: a)计算源网格各单元的中心点坐标； b)对每个目标网格点，计算其与源网格各体网格单元中心点的距离，搜索出十个距离最近的点，并按距离从小到大进行排序。
3.根据权利要求1所述的一种滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法，其特征在于:判断点在体网格单元内的算法，包括: 构造一个四阶行列式
4.根据权利要求?所述的一种滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法，其特征在于:为特殊点确定对应的体网格单元的算法包括，当某点同时在某几个体网格单元的点、棱或面上，任选一个体网格单元；当某点不在任何体网格单元内或它们的点、棱或面上，找到重心与该点最近的体网格。
5.根据权利要求1所述的一种滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法，其特征在于:点与表面网格单元的对应关系搜索算法，依次包括: a)计算源网格各单元的中心点坐标； b)对每个目标网格点，计算其与源网格各表面网格单元中心点的距离，搜索出十个距离最近的点，并按距离从小到大进行排序。
6.根据权利要求1所述的一种滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法，其特征在于:点在表面网格单元上的投影算法，包括 当源网格表面单元是四边形，则将其切割为两个三角形； 对气动节点P和由节点Pr P2> P3组成的表面单元，Pn为P点在P1P2P3平面上的投影；
7.根据权利要求3所述的一种滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法，其特征在于:判断点在表面网格单元内的算法为将“判断点在体网格单元内的算法”降阶使用。
8.根据权利要求1所述的一种滑翔飞行器总体性能仿真试验流程自动化管理方法，其特征在于:为特殊点确定对应的表面网格单元的算法包括，当某点同时在某几个表面网格单元的点或棱上，这时可任选一个表面网格单元；当某点不在任何表面网格单元内或它们的点和棱上，找到重心与该点最近的表面网格。
【文档编号】G06F17/50GK103902747SQ201210394335
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年10月17日 优先权日:2012年10月17日
【发明者】刘璟, 铁鸣, 胡东飞, 吴旭生, 王玲 申请人:北京临近空间飞行器系统工程研究所, 中国运载火箭技术研究院