一种基于RBF网格变形插值序列的筛选方法技术

本发明专利技术属于计算流体力学数值模拟计算网格生成技术领域，具体涉及一种基于RBF网格变形插值序列的筛选方法。该方法包括以下步骤：1、搭建RBF网格变形模块；2、筛选初始插值序列；3、计算插值误差；4、采用极值算法搜索插值误差δi的极值；5、筛选RBF插值序列；该方法采用极值算法和贪心算法结合的方法改进插值序列筛选效率，在筛选迭代中，寻找插值误差极值，筛选误差大于阀值的极值点、并添加到序列中，实现径向基函数插值序列的快速精简。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算流体力学数值模拟计算网格生成
，具体涉及一种基于 RBF网格变形插值序列的筛选方法。
技术介绍
计算网格自动化生成是飞行器气动外形设计优化、气动弹性等数值模拟前处理的 重要方面，目前，工程应用中常采用网格变形技术来实现优化构型及气弹变形贴体网格的 自动生成。网格变形技术通过对计算网格进行平移、旋转及扭转变形操作，在网格拓扑一致 性的前提下，使计算网格能够准确反映飞行器的形状变化。从网格适用性、变形能力、变形 效率、变形质量、算法复杂度等几个方面对比分析，基于RBF插值进行网格变形是综合能力 较好的网格变形方法，近年获得快速发展，并已成功应用于弹性体气动计算网格变形分析 中。 基于RBF网格变形的计算量与Nsp成平方比关系，内存消耗与Nsp成立方比关系，基 中N sp是进行插值的径向基函数插值序列的基点数，其量级一般在IO4~106。对于网格节点 数较多的三维网格而言，直接以所有变形边界面上网格点为RBF插值序列进行网格变形计 算量很大。为了提高网格变形计算效率，减小变形中的内存消耗，必须精简RBF插值序列。目 前对RBF插值序列筛选常采用贪心算法，其算法思想是在筛选迭代中将出现最大误差的点 纳入到插值序列中，从而在满足插值精度的前提下筛选得到尽可能小N sp。贪心算法的筛选 过程一次迭代仅向插值序列添加一个节点，误差收敛速度慢，筛选过程可能需要很多次筛 选迭代。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中网格变形的计算量大，贪心算法筛选RBF插值序列的误差收 敛速度慢的问题，本专利技术提出了一种能够加快插值误差收敛速度，提高插值序列筛选效率 的基于RBF网格变形插值序列的筛选方法。 本专利技术的具体技术方案是： -种基于RBF网格变形插值序列的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)搭建RBF网格变形模块： 2)筛选初始插值序列 设定初始网格变形边界面S，在初始网格变形边界面上选取任意网格节点，作为 RBF网格变形模块的初始径向基插值序列的基点Po= {Pl，p2,...，pm} ;m代表初始径向基插 值序列的基点的个数 3)运行RBF网格变形模块，得到第二网格变形边界面S1，计算第二网格变形边界面 与初始网格变形边界上的插值误差S 1; 4)采用极值算法搜索插值误差S1的极值 4.1)将初始网格变形边界面划分为N个搜索域〇 i 4.2)搜索每个搜索域Qi的最大误差 其中k表示搜索Ω,?的插值误差的个数； 完成N个搜索域Ω i的极值搜索，形成了一系列的极值馬^爲；^，…, 5)筛选RBF插值序列 5.1)设置误差阀值〇，σ是初始网格变形边界面最大变形量的HT3 5.2)选取步骤4.2)形成的极值屯^, 鐵中的任意一个1%，如果 则记出现馬3：|:的搜索域上的节点为pm+1; 如果 则滤除出现的搜索域； 5.3)若pm+1与初始径向基插值序列Po的基点重复，则滤除;否则进行步骤5.4) 5.4)若pm+1是初始径向基插值序列的基点Po相邻节点，则滤除;否则保留pm+1 5.5)重复步骤5.2)到5.4)筛选出极值点列?》+1，...，pm+s，按照贪心算法的原则，形 成新的径向基插值序列 Pl= {pi，P2, · . ·，Pm，Pm+l，· · .，Pm+s}，s 代表步骤 5.2)到 5.4)中插入初始径向基插值 序列的节点个数； 6)根据步骤5.5)形成的径向基插值序列，重复步骤3)至步骤5)，直到所有的极值 μ民％均不大于给定的误差阀值〇,则筛选过程结束。 上述RBF网格变形模块用于网格变形控制参数输入、初始计算网格输入、创建变形 边界面，创建网格变形区域、创建初始RBF插值序列。 本专利技术的优点在于： 采用本专利技术的方法在筛选径向基函数插值序列的迭代中，误差收敛速度快，筛选 效率高，实现径向基函数插值序列的快速精简。本方法筛选得到的径向基插值序列，可以保 证网格变形的插值精度，同时大幅精减了网格变形的计算量，为缩短飞行器设计优化及气 动弹性数值模拟周期提供技术支撑。【附图说明】 图1是本专利技术的径向基函数插值序列筛选流程图【具体实施方式】在满足插值精度的要求下，精简RBF插值序列是减小RBF网格变形计算量的的最重 要技术手段。在初始插值序列基础上，通过变形边界面上筛选RBF网格变形插值误差大的节 点作为序列的基点，逐渐降低插值误差量，直到达到设定的误差精度。本专利技术的方法旨在加 快误差收敛速度，提高RBF网格变形迭代筛选效率，建立了极值算法结合贪心算法的插值序 列筛选方法。下面结合附图1对本专利技术方法的具体描述如下： 1)搭建RBF网格变形模块；其中，RBF网格变形模块网格用于变形控制参数输入、初始计算网格输入、创建变 形边界面，创建网格变形区域、创建初始RBF插值序列等，为网格变形计算提供必要的预处 理信息。 具体来说：网格变形控制参数主要定义为： ?定义网格变形的类型，包括网格移动、旋转，扭转变形及其组合运动变形。 ?定义网格旋转、移动运动形式。 ?定义网格变形的型值点的变形量、变形形式。 ?定义网格变形限制区域。 初始计算网格输入为： ?输入初始计算网格的网格点坐标。 ?输入初始网格网格拓扑及边界信息。创建变形边界面为： ?依据网格变形控制参数创建初始计算网格的边界面。 ?依据网格变形控制参数创建网格变形的变形边界面。 ?对于网格扭转变形，进行几何参数化建模。创建网格变形区域为： ?依据网格变形控制参数在初始网格中创建网格变形区域，精简计算域中待变形 的网格规模。 创建初始RBF插值序列为： ?依据网格拓扑及网格点分布，选取变形边界上的节点作为基点。创建初始RBF插 值序列。 ?创建RBF插值序列文件，将初始插值序列输出到文件。 2)筛选初始插值序列;对于选取的插值序列，序列基点的网格点位移是精确的，非 序列基点的网格点位移由RBF方法插值得到，存在着插值误差。通过增加插值序列的基点 数，逐渐减小误差值，具体做法是：设定初始网格变形边界面S，在初始网格变形边界面上选取任意网格节点，作为 RBF网格变形模块的初始径向基插值序列的基点Po= {Pl，p2,...，pm} ;m代表初始径向基插 值序列的基点的个数 3)运行RBF网格变形模块，得到第二网格变形边界面S1，计算第二网格变形边界面 与初始网格变形边界上的插值误差S1; 4)采用极值算法搜索插值误差S1的极值 4.1)将初始网格变形边界面划分为N个搜索域〇 i 4.2)搜索每个搜索域Qi的最大误差 其中k表示搜索Ω,?的插值误差的个数； 完成N个搜索域〇 ,的极值搜索，形成了一系列的极值 5)筛选RBF插值序列：该步骤是决定是否将流程中上一个程序模块选出的极值点 是否添加到RBF插值序列中。筛选方式包括阀值筛选，重复点筛选及孤立性筛选。然后将满 足条件的出现极值的节点添加到已有的RBF插值序列中并进行误差收敛判定。 5.1)设置误差阀值〇，σ是初始网格变形边界面最大变形量的HT3 5.2)选取步骤4.2)形成的极值^^§^^~瑪^中的任意一个&^，如果 贝IJ记出现备％的搜索域上的节点为pm+1; 如果 则滤除出现民^的搜索域； 5.3)若pm+1与初始径向基插值序列Po的基点重复，则滤除;否则进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RBF网格变形插值序列的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：1)搭建RBF网格变形模块：2)筛选初始插值序列设定初始网格变形边界面S，在初始网格变形边界面上选取任意网格节点，作为RBF网格变形模块的初始径向基插值序列的基点P0＝{p1，p2，...，pm}；m代表初始径向基插值序列的基点的个数3)运行RBF网格变形模块，得到第二网格变形边界面S1，计算第二网格变形边界面与初始网格变形边界上的插值误差δi；4)采用极值算法搜索插值误差δi的极值4.1)将初始网格变形边界面划分为N个搜索域Ωi4.2)搜索每个搜索域Ωi的最大误差δΩi=maxpk∈Ωi(δ1,δ2,...,δk)]]>其中k表示搜索Ωi内的插值误差的个数；完成N个搜索域Ωi的极值搜索，形成了一系列的极值5)筛选RBF插值序列5.1)设置误差阀值σ，σ是初始网格变形边界面最大变形量的10‑35.2)选取步骤4.2)形成的极值中的任意一个如果|δΩi|>σ]]>则记出现的搜索域上的节点为pm+i；如果|δΩi|<σ]]>则滤除出现的搜索域；5.3)若pm+i与初始径向基插值序列P0的基点重复，则滤除；否则进行步骤5.4)5.4)若pm+i是初始径向基插值序列的基点P0相邻节点，则滤除；否则保留pm+i；5.5)重复步骤5.2)到5.4)筛选出极值点列pm+1，…，pm+s，按照贪心算法的原则，形成新的径向基插值序列P1＝{p1，p2，...，pm，pm+1，...，pm+s}，s代表步骤5.2)到5.4)中插入初始径向基插值序列的节点个数；6)根据步骤5.5)形成的径向基插值序列，重复步骤3)至步骤5)，直到所有的极值均不大于给定的误差阀值σ，则筛选过程结束。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李中武，周磊，梁益华，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61