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龍圖騰網恭喜北京航空航天大學申請的專利面向貼體網格CFD計算的復雜流動致力機理定量分析方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN119397942B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-04發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202411423939.9，技術領域涉及：G06F30/28；該發明授權面向貼體網格CFD計算的復雜流動致力機理定量分析方法是由戴玉婷;夏瑩潔;黃廣靖;楊超設計研發完成，并于2024-10-12向國家知識產權局提交的專利申請。

本面向貼體網格CFD計算的復雜流動致力機理定量分析方法在說明書摘要公布了：本發明公開一種面向貼體網格CFD計算的復雜流動致力機理定量分析方法，屬于流體動力學分析技術領域，本發明方法中首先推導了基于Navier?Stokes方程權函數映射的復雜流動氣動載荷定量分析表達式，并結合基于閾值自適應的渦識別方法、基于局部網格間距自適應?變密度聚類算法的渦分割方法和基于渦結構位置預測匹配的渦追蹤方法，最終得到各漩渦結構誘導產生的氣動載荷，進行面向貼體網格CFD計算結果的各局部漩渦結構致力機理的定量分析。通過本發明方法有效解決了渦量矩理論等現有復雜流動致力機理定量分析方法難以定量分析局部漩渦結構的致力機理和無法考慮物體表面運動效應、壓力邊界中的黏性效應和摩擦效應等其他因素致力機理的缺陷。

本發明授權面向貼體網格CFD計算的復雜流動致力機理定量分析方法在權利要求書中公布了：1.面向貼體網格CFD計算的復雜流動致力機理定量分析方法，其特征在于：具體步驟如下：步驟1：貼體網格CFD計算數據的獲取；首先，通過貼體網格CFD計算，獲得不同時刻的氣動載荷數據、貼體網格文件、流場信息；然后讀取各個時刻的貼體網格文件，根據所分析載荷類型，通過求解氣動載荷對應的權函數方程得到各個時刻不同網格單元中心點的權函數值；步驟2：觀察流場漩渦結構演化；對不同時刻流場計算結果進行可視化，對氣動載荷變化進行定性分析；同時，采用Q準則作為渦判據準則，來識別流場中的漩渦結構，并獲取不同時刻整個流場Q值的最大值Qmax，通過計算得到不同時刻的渦致氣動載荷累計占比分布曲線以確定不同時刻的Q準則閾值Qth，確保提取出來的漩渦結構氣動載荷偏差不超過5％；步驟3：渦結構識別；基于步驟2確定的不同時刻的Q準則閾值Qth，在每個時刻進行渦結構的識別，將滿足QQth的網格點標記為渦結構區域Label_Q＝1，其余網格點標記為其他區域；通過步驟2和步驟3實現基于閾值自適應的渦識別方法；步驟4：渦結構分割；利用基于局部網格間距自適應-變密度聚類算法，對標記為渦結構區域的網格點進行渦結構分割，方法為：1初始化：設定參數最小鄰居數ns和距離閾值eps參數與貼體CFD網格局部單元間最小距離dmin之間的比例系數Aeps；2遍歷提取出的漩渦結構區域內的每個未被標記單元中心點p：讀取貼體CFD網格文件，確定與該網格單元相鄰的其它網格單元，分別計算該網格單元中心與這些相鄰單元中心之間的距離，并取最小值，即為dmin，該網格單元的距離閾值eps等于Aeps×dmin；計算該網格單元中心點eps-鄰域內的漩渦結構區域網格單元中心點數量Nepsp，若Nepsp≥ns，則該單元中心標記為核心點；3若該單元中心點p為核心點，則創建一個簇，并將該單元中心點p添加到這個簇中，對于p的每一個eps-鄰域內的漩渦結構區域單元中心點q：如果q為邊界點，則將該點標記并添加到當前簇內；如果q為核心點，則將q以及其eps-鄰域內的所有點進行標記并添加到當前簇內，然后對q的eps-鄰域內的每一個點重復該過程，該過程重復結束后，返回步驟2，直到遍歷結束；4遍歷過程結束后，得到的每一個簇對應一個局部漩渦結構區域；分割后的結果為：對于Label_Q＝1的網格，噪聲點被標記為Label_S＝-1，聚類結果中的每個渦結構簇被依次標記為Label_S＝1,...,Ns；步驟5：渦結構追蹤與匹配；對于被標記為Label_S＝1,...,Ns的渦結構簇，利用基于質心位置預測匹配的方法對渦結構進行時間序列上的追蹤；按體積加權方法計算各渦結構的質心位置X和速度V，通過上一時間步的渦聚類結果Xold,Vold，預測當前時間步的渦結構位置Xpre＝Xold+Vold×dt，并與實際位置Xnew進行比對；根據追蹤后，標記為Label_T＝1,...,Nt的渦結構能夠實現時域上的一致性；步驟6：渦致氣動載荷的計算；最后，獲得了各個渦結構在不同時刻的區域位置，利用氣動載荷定量分析表達式，計算不同時刻各漩渦結構誘導產生的氣動載荷，并定量建立了漩渦區域位置、大小和強弱渦動力學特性與氣動力特性之間的關系；所述氣動載荷定量分析表達式包括：氣動力定量分析表達式，為： 其中，Fk、Fvp和Fv分別代表物體表面運動加速度效應、壓力邊界中的黏性效應和摩擦效應產生的氣動力；FQ代表漩渦結構產生的氣動力；ρ為流體密度，ω為渦量矢量，n為單位向量；φi為氣動力對應的權函數；S為物體面積，u為物體速度，Q為速度梯度張量的第二個伽利略不變量；動力矩定量分析表達式，為： 式中，Mk、Mvp和Mv分別代表物體表面運動加速度效應、壓力邊界中的黏性效應和摩擦效應產生的氣動力矩；MQ代表漩渦結構產生的氣動力矩；ek為k方向上的笛卡爾基向量，X為物體表面節點的位置矢量，Xea為旋轉中心位置矢量，ψk為氣動力矩對應的權函數。

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