【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数值仿真，具体地，涉及一种基于cese算法构建通用数值仿真计算网格数据格式的方法。
技术介绍
1、随着计算机科学技术的迅速发展，数值仿真技术在越来越多的领域得到应用。数值仿真方法是将需要求解的方程(或方程组)在计算网格上进行离散，获得与原方程(或方程组)相容的离散方程组，然后利用计算机对离散方程组进行求解，以得到原方程(或方程组)的近似解。
2、由于需要在计算网格上进行离散，因此通常情况下离散方程组的形式和计算网格密切相关。计算网格采用不同的维度、不同的单元形状，则离散后得到的方程组也不相同。以流体力学数值仿真中常用的有限体积法为例：在计算通过网格单元侧面的通量时，一维单元是一个直线段，其侧面是一个点，因此通量的计算不需要考虑侧面的大小；而二维单元的侧面是一条边，在计算通量时需要考虑边的长度；类似地，三维单元的侧面是一个平面，计算通量时需要考虑平面的面积。这样一来，在设计数值仿真算法和编写数值仿真软件时，需要根据计算网格维度的不同和所使用网格单元的不同，设计不同的算法，并编写不同的软件。从而极大地增加了算法设计和仿真软件编制的工作量。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提出了一种基于cese算法构建通用数值仿真计算网格数据格式的方法，不依赖于网格的具体形状和维度，将所有网格的几何信息转换成统一的格式。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种基于cese算法构建通用数值仿真计算网格数据格式的方法，
4、所
5、步骤1：根据cese算法定义通用网格数据格式，以存储网格的几何信息，使其与网格的维度和单元类型无关；
6、步骤2：转换网格数据，将传统的网格数据转换为新的通用格式；
7、步骤3：搭建适用于步骤2新数据格式的仿真框架；
8、编写代码来处理网格单元、子单元和单元面的计算；实现cese算法中的时间步进和空间离散；确保程序能够处理任意维度和单元类型的网格；
9、步骤4：测试和验证，选择不同维度和类型的网格进行测试，确保新程序能够正确处理不同维度和类型的网格，与已知解或传统方法的结果进行比较来验证其准确性；
10、步骤5：根据测试结果对程序进行优化，以提高效率和准确性。
11、进一步地，在步骤1中，具体为：
12、定义实网格单元数目nre和全体单元总数ne；
13、定义网格单元element的数据结构，包括体积、中心点坐标和相邻单元序号组；
14、定义网格子单元subelement的数据结构，包括子单元的体积、中心点坐标和构成子单元的两个单元的序号；
15、定义网格单元面face的数据结构，包括单元面的面积、中心点坐标、单位外法向量分量和紧邻的网格单元序号。
16、进一步地，在步骤1中，定义的通用网格数据格式为：
17、
18、其中nse是网格子单元的数目，nf是网格单元面的数据。
19、进一步地，在步骤2中，具体为：
20、计算每个网格单元的体积(volume)；确定每个网格单元中心点的坐标(x,y,z)；确定每个网格单元的相邻单元序号组；
21、计算每个子单元的体积和中心点坐标；确定每个子单元由哪两个单元构成；
22、计算每个单元面的面积和中心点坐标；确定每个单元面的单位外法向量；确定每个单元面紧邻的网格单元序号。
23、进一步地，网格单元element的定义为：
24、
25、网格子单元subelement的定义为：
26、
27、网格单元面face的定义为：
28、
29、进一步地，在步骤3中，所述仿真框架包括核心计算模块、输入输出模块和交互界面；
30、所述输入输出模块用于读取网络数据，解析element、subelement和face数据结构，根据解析的数据构建网格数据结构，输出仿真结构；
31、所述核心计算模块用于编写函数来计算网格单元的体积、子单元的体积和单元面的面积，实现cese算法；
32、所述交互界面用于显示、用户交互与控制。
33、一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
34、一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
35、本专利技术有益效果
36、本专利技术提出了一种适用于cese方法的、新型的通用网格数据格式。和传统的网格数据记录格式不同，新格式不再需要保存网格的维度和单元类型信息，而是将网格几何信息转换为面积、坐标以及法向量等数据。不依赖于网格的具体形状和维度，将所有网格的几何信息(如体积、面积、坐标等)转换成统一的格式，无论是什么形状或维度的网格，都可以用同一种方法来处理。
37、本专利技术相对于现有方法的优点主要体现在两个方面：
38、其一，传统的网格数据格式需要针对不同维度和不同单元类型采取不同的数据存储格式，网格信息的组织架构复杂。而本专利技术的新型数据格式对不同维度和不同单元类型的网格都使用相同的网格信息组织架构，从而大大简化了网格的数据结构，方便了网格数据的读写。
39、其二，在编写数值仿真程序时，采用传统的网格数据格式需要针对各种维度和网格单元类型分别编写相应的计算代码。程序的编写和调试工作大，开发时间长。而采用本专利技术提出的新格式，则只需要编写一次代码，就可以适用于任意维度和单元类型的计算网格。这样一来，便能大大加快数值仿真程序的开发速度，节省开发时间。
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1.一种基于CESE算法构建通用数值仿真计算网格数据格式的方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于：
7.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任意一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1至6中任意一项所述方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种基于cese算法构建通用数值仿真计算网格数据格式的方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述方...
【专利技术属性】
技术研发人员：付强，惠宇航，岳明，李金玮，田禾，董懿辉，温泉，
申请(专利权)人：中国航空发动机研究院，
类型：发明
国别省市：
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