一种用于模拟流体流动的方法

摘要

本发明公开了一用于模拟流体流动的方法，该流体流动的区域内包括以非规则边界表示的障碍物；其特征在于，包括：创建初始物理空间的结构化网格，通过逐个处理非规则边界将初始物理空间结构化网格演化为复合结构化网格，并且每个非规则边界亦作为零等值面嵌入其中，称为复合隐式结构化网格(CISgird)；将CISgrid单元顶点作为计算节点，根据CISgrid的节点连通规则采取有限差分法进行流体流动数值模拟。根据CISgrid的单元内部有效性规则进行流体流动数值模拟的后置处理过程。解决了直接使用结构化网格及有限差分法进行流体流动模拟时不能有效处理非规则边界的问题，避免了采用非结构化网格所带来的复杂网格生成及基于非结构化网格的复杂数值计算问题，有效提高了流体模拟的效率。

主权项

一种用于模拟流体流动的方法，该流体流动的区域内包括以非规则边界表示的障碍物，其特征在于，包括：创建覆盖流体流动区域的初始物理空间结构化网格；将流体流动区域的初始物理空间网格转化为嵌入非规则边界的复合结构化网格，以下将上述嵌入非规则边界的复合结构化网格称为复合隐式结构化网格(Compound Implicit Structural Grid)，记为CISgrid；根据CISgrid的节点连通规则进行流体流动的数值模拟；根据CISgrid的单元内部有效性规则进行流体流动数值模拟的后置处理过程；所述流体流动区域的初始物理空间网格向CISgrid网格的转化是通过对非规则边界逐个处理而实现的，对给定非规则边界Γ的处理方法是：把非规则边界Γ穿过的、且与Γ上的点具有拓扑相容性的CISgrid网格单元分裂成同空间位置的两个CISgrid网格单元G1、G2，并分别附加“位于边界Γ左边”、“位于边界Γ右边”的拓扑信息结点；检查单元Gi，i＝1，2的顶点，如果某个顶点P相对边界Γ的实际左右方位与Gi上记录的上述关于边界Γ的拓扑信息描述矛盾，则进行顶点替换——如果共顶点P位置的所有CISgrid网格单元中存在异于Gi的、且其上记录的关于边界Γ的拓扑信息与Gi的一致的单元G′，则用G′的位于位置P处的顶点P′替换Gi的顶点P；否则，创建一个新顶点P′替换顶点P，新顶点P′具有与被替换顶点P相同的空间位置。