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(fā)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(fā)明由網(wǎng)格信息前處理、網(wǎng)格搜索算法、映射關(guān)系算法、信息映射、后處理等步驟組成。本發(fā)明是一種根據(jù)輸入的網(wǎng)格信息，通過分析將其分解為若干子問題，按網(wǎng)格信息的特征依次從各模塊中尋找適當(dāng)?shù)慕鉀Q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(gòu)網(wǎng)格進行信息映射，不受網(wǎng)格劃分方法以及所需映射的信息內(nèi)容的限制，對溝通各專業(yè)領(lǐng)域起到相當(dāng)?shù)拇龠M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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(yīng)用于多物理場耦合計算領(lǐng)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(shù)】
[0002]多物理場耦合計算由于涉及到多個學(xué)科之間的數(shù)據(jù)交互，流體力學(xué)領(lǐng)域側(cè)重于使用有限體積法，固體力學(xué)領(lǐng)域廣泛采用有限元方法，并使用不同的網(wǎng)格劃分方法，如圖1所
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[0003]網(wǎng)格信息所體現(xiàn)的外形等物理信息是連續(xù)的，網(wǎng)格的劃分只是一種離散方法。基于網(wǎng)格呈現(xiàn)的一組物理量信息只能離散在網(wǎng)格點上，或只能基于網(wǎng)格單元或網(wǎng)格點計算，當(dāng)需要把這些信息傳遞到另一套方法劃分的網(wǎng)格上時，由于兩套網(wǎng)格的單元和網(wǎng)格點都無法對應(yīng)，坐標(biāo)位置也不相同，從而造成兩個領(lǐng)域的信息難以交互。
[0004]在物理場耦合的各學(xué)科模型之間的信息交互中，存在以下幾類問題:
[0005]I)異構(gòu)網(wǎng)格耦合界面位移映射；
[0006]2)異構(gòu)網(wǎng)格耦合界面載荷映射；
[0007]3)異構(gòu)網(wǎng)格耦合域位移映射；
[0008]4)異構(gòu)網(wǎng)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(xù)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(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)Σ煌W(wǎng)格自適應(yīng)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(shù)問題，本發(fā)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(wǎng)格文件和目標(biāo)網(wǎng)格文件；
[0014]當(dāng)兩個網(wǎng)格文件中都含有體網(wǎng)格信息，其它文件為位移文件時，判斷映射類型為異構(gòu)網(wǎng)格耦合域位移映射；所述體網(wǎng)格信息包括體網(wǎng)格點和體網(wǎng)格單元；
[0015]當(dāng)至少有一個網(wǎng)格文件中沒有體網(wǎng)格信息，其它文件為位移文件，判斷判斷映射類型為異構(gòu)網(wǎng)格耦合界面位移映射；
[0016]當(dāng)至少有一個網(wǎng)格文件中沒有體網(wǎng)格信息，其它文件為載荷文件，判斷判斷映射類型為異構(gòu)網(wǎng)格耦合界面載荷映射；
[0017]當(dāng)兩個網(wǎng)格文件中都含有體網(wǎng)格信息，其它文件為載荷文件，判斷判斷映射類型為異構(gòu)網(wǎng)格耦合域載荷映射；所述體網(wǎng)格信息包括體網(wǎng)格點和體網(wǎng)格單元；
[0018]第二步、對應(yīng)源網(wǎng)格的網(wǎng)格單元與目標(biāo)網(wǎng)格的網(wǎng)格點；[0019]對于異構(gòu)網(wǎng)格耦合界面載荷映射與異構(gòu)網(wǎng)格耦合界面位移映射，依次包括點在表面網(wǎng)格單元上的投影算法、點與表面網(wǎng)格單元的對應(yīng)關(guān)系搜索算法、判斷點在表面網(wǎng)格單元內(nèi)的算法，和為特殊點確定對應(yīng)的表面網(wǎng)格單元的算法；對于異構(gòu)網(wǎng)格耦合域位移映射與異構(gòu)網(wǎng)格耦合域載荷映射，點與體網(wǎng)格單元的對應(yīng)關(guān)系搜索算法、依次包括判斷點在體網(wǎng)格單元內(nèi)的算法，和為特殊點確定對應(yīng)的體網(wǎng)格單元的算法；
[0020]第三步、自適應(yīng)選擇映射權(quán)重計算；
[0021]對于異構(gòu)網(wǎng)格耦合界面載荷映射與異構(gòu)網(wǎng)格耦合界面位移映射，表面網(wǎng)格單元選擇“面積坐標(biāo)法”進行權(quán)重計算；四面體體網(wǎng)格單元選擇“體積坐標(biāo)法”進行權(quán)重計算；其它類型的體網(wǎng)格選擇“反距離權(quán)重法”進行權(quán)重計算；
[0022]對于異構(gòu)網(wǎng)格耦合域位移映射與異構(gòu)網(wǎng)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(wǎng)格單元選擇“常體積守恒法”進行權(quán)重計算；所有體網(wǎng)格單元選擇“中值平均法”進行權(quán)重計算；
[0023]第四步、進行信息映射計算；
[0024]將源網(wǎng)格單元各點的權(quán)重值與該點的值相乘，然后累加；
[0025]第五步、輸出計算結(jié)果。
[0026]點與體網(wǎng)格單元的對應(yīng)關(guān)系搜索算法，依次包括:
[0027]a)計算源網(wǎng)格各單元的中心點坐標(biāo)；
[0028]b)對每個目標(biāo)網(wǎng)格點，計算其與源網(wǎng)格各體網(wǎng)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(wǎng)格單元內(nèi)的算法，包括:

[0030]構(gòu)造一個四階行列式
【權(quán)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(wǎng)格文件和目標(biāo)網(wǎng)格文件； 當(dāng)兩個網(wǎng)格文件中都含有體網(wǎng)格信息，其它文件為位移文件時，判斷映射類型為異構(gòu)網(wǎng)格耦合域位移映射；所述體網(wǎng)格信息包括體網(wǎng)格點和體網(wǎng)格單元； 當(dāng)至少有一個網(wǎng)格文件中沒有體網(wǎng)格信息，其它文件為位移文件，判斷判斷映射類型為異構(gòu)網(wǎng)格耦合界面位移映射； 當(dāng)至少有一個網(wǎng)格文件中沒有體網(wǎng)格信息，其它文件為載荷文件，判斷判斷映射類型為異構(gòu)網(wǎng)格耦合界面載荷映射； 當(dāng)兩個網(wǎng)格文件中都含有體網(wǎng)格信息，其它文件為載荷文件，判斷判斷映射類型為異構(gòu)網(wǎng)格耦合域載荷映射；所述體網(wǎng)格信息包括體網(wǎng)格點和體網(wǎng)格單元； 第二步、對應(yīng)源網(wǎng)格的網(wǎng)格單元與目標(biāo)網(wǎng)格的網(wǎng)格點； 對于異構(gòu)網(wǎng)格耦合界面載荷映射與異構(gòu)網(wǎng)格耦合界面位移映射，依次包括點在表面網(wǎng)格單元上的投影算法、點與表面網(wǎng)格單元的對應(yīng)關(guān)系搜索算法、判斷點在表面網(wǎng)格單元內(nèi)的算法，和為特殊點確定對應(yīng)的表面網(wǎng)格單元的算法；對于異構(gòu)網(wǎng)格耦合域位移映射與異構(gòu)網(wǎng)格耦合域載荷映射，點與體網(wǎng)格單元的對應(yīng)關(guān)系搜索算法、依次包括判斷點在體網(wǎng)格單元內(nèi)的算法，和為特殊點確定對應(yīng)的體網(wǎng)格單元的算法； 第三步、自適應(yīng)選擇映射權(quán)重計算； 對于異構(gòu)網(wǎng)格耦合界面載荷映射與異構(gòu)網(wǎng)格耦合界面位移映射，表面網(wǎng)格單元選擇“面積坐標(biāo)法”進行權(quán)重計算；四面體體網(wǎng)格單元選擇“體積坐標(biāo)法”進行權(quán)重計算；其它類型的體網(wǎng)格選擇“反距離權(quán)重法”進行權(quán)重計算； 對于異構(gòu)網(wǎng)格耦合域位移映射與異構(gòu)網(wǎng)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(wǎng)格單元選擇“常體積守恒法”進行權(quán)重計算；所有體網(wǎng)格單元選擇“中值平均法”進行權(quán)重計算； 第四步、進行信息映射計算； 將源網(wǎng)格單元各點的權(quán)重值與該點的值相乘，然后累加； 第五步、輸出計算結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)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(wǎng)格單元的對應(yīng)關(guān)系搜索算法，依次包括: a)計算源網(wǎng)格各單元的中心點坐標(biāo)； b)對每個目標(biāo)網(wǎng)格點，計算其與源網(wǎng)格各體網(wǎng)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(jù)權(quán)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(wǎng)格單元內(nèi)的算法，包括: 構(gòu)造一個四階行列式
4.根據(jù)權(quán)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(yīng)的體網(wǎng)格單元的算法包括，當(dāng)某點同時在某幾個體網(wǎng)格單元的點、棱或面上，任選一個體網(wǎng)格單元；當(dāng)某點不在任何體網(wǎng)格單元內(nèi)或它們的點、棱或面上，找到重心與該點最近的體網(wǎng)格。
5.根據(jù)權(quán)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(wǎng)格單元的對應(yīng)關(guān)系搜索算法，依次包括: a)計算源網(wǎng)格各單元的中心點坐標(biāo)； b)對每個目標(biāo)網(wǎng)格點，計算其與源網(wǎng)格各表面網(wǎng)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(jù)權(quán)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(wǎng)格單元上的投影算法，包括 當(dāng)源網(wǎng)格表面單元是四邊形，則將其切割為兩個三角形； 對氣動節(jié)點P和由節(jié)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(jù)權(quán)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(wǎng)格單元內(nèi)的算法為將“判斷點在體網(wǎng)格單元內(nèi)的算法”降階使用。
8.根據(jù)權(quán)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(yīng)的表面網(wǎng)格單元的算法包括，當(dāng)某點同時在某幾個表面網(wǎng)格單元的點或棱上，這時可任選一個表面網(wǎng)格單元；當(dāng)某點不在任何表面網(wǎng)格單元內(nèi)或它們的點和棱上，找到重心與該點最近的表面網(wǎng)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(yōu)先權(quán)日:2012年10月17日
【發(fā)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(tǒng)工程研究所, 中國運載火箭技術(shù)研究院