申请/专利权人：北京航空航天大学

申请日：2024-03-29

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN118296990A

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F30/10;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.07.23#实质审查的生效;2024.07.05#公开

摘要：本发明提出一种航空发动机燃烧室浸没边界及网格处理建模方法，包括：步骤一：进行初始化操作；步骤二：浸没边界网格处理；步骤三：基于浸没边界方法，采用随机场法求解概率密度函数输运方程；步骤四：基于浸没边界方法，采用大涡模拟LES，根据初始压力场计算速度场；根据离散形式的连续方程得到压力修正方程，根据浸没边界网格流固标记计算压力梯度场及二、三阶压力梯度场，再由压力修正方程获得修正后的压力场并根据新压力场求解得到新的速度场；步骤五：基于浸没边界方法，求解喷雾粒子运动轨迹；步骤六：推进时间步，根据当前时间步输出后处理文件以及判断是否结束计算主循环；获得并分析浸没边界燃烧室离散几何模型和两相湍流燃烧场数据。

主权项：1.一种航空发动机燃烧室浸没边界及网格处理建模方法，其特征在于：该方法步骤为：步骤一：初始化，包括多点接口MPI并行初始化、存储初始化、随机场初始化，以及读取算例设置输入文件、背景网格文件、几何模型；背景网格采用曲线坐标系下的分块结构网格，几何模型初步离散为立体光刻Stereolithography文件后读入；步骤二：浸没边界网格处理，包括浸没边界网格标记生成、固壁法向量求解，并行扫描初步离散的几何模型并标记背景网格，快速精确识别和标记复杂几何模型中的流固区域；经过步骤一，获得曲线坐标系下的加密过或未加密过的背景网格以及离散为三角面网格的几何模型，以及算例信息；以背景网格为基础，分批用改进的-Trumbore算法扫描并标记格点信息，作为结合浸没边界方法和LES-TPDF湍流燃烧模拟的几何离散基础；步骤三：基于浸没边界方法，采用随机场法求解概率密度函数输运方程；经过步骤二，在背景网格的基础上实现了流固标记生成、固壁法向量计算、初始条件设置；求解流体计算域以及流固交界处的对流-扩散项以及随机项，并计算流体域中与梯度项无关的化学反应源项、蒸发源项，以及小尺度混合项；步骤四：基于浸没边界方法，采用大涡模拟LES，根据初始压力场计算速度场；之后，根据离散形式的连续方程得到压力修正方程，根据浸没边界网格流固标记计算压力梯度场及二、三阶压力梯度场，再由压力修正方程获得修正后的压力场并根据新压力场求解得到新的速度场；根据步骤二中得到的流固标记和壁面法向量处理浸没边界附近流体计算域中离散方程的系数矩阵，根据边界条件计算浸没边界附近的梯度项，处理浸没边界固壁以及流固交界处的并行分块数据交换；经步骤三，计算得到了组分浓度与焓的变化以及由组分浓度和焓变化引起的密度变化；根据假定速度场，基于质量守恒方程和压力场获得并求解压力修正方程，根据压力修正方程结合浸没边界方法修正压力场，再将修正后的压力场以相同的方式代入离散形式的动量方程中得到新速度场，检查新速度场是否收敛，若不收敛，则以该速度场为基础重复进行此步骤；步骤五：基于浸没边界方法，求解喷雾粒子运动轨迹；根据步骤二中得到的流固标记判定允许粒子运动的区域，调用步骤二中网格生成时采用的-Trumbore算法以及离散为三角面网格的几何体，从而得到粒子在下一时间步中是否与固壁碰撞，以及碰撞后的新运动轨迹；步骤六：推进时间步，根据当前时间步输出后处理文件以及判断是否结束计算主循环；获得并分析浸没边界燃烧室离散几何模型和两相湍流燃烧场数据。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京航空航天大学 一种航空发动机燃烧室浸没边界及网格处理建模方法

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