(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210668060.5 (22)申请日 2022.06.14 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114970196 A (43)申请公布日 2022.08.30 (73)专利权人 北京科技大 学 地址 100083 北京市海淀区学院路3 0号 (72)发明人 张江山　刘昱宏　刘青　杨树峰　 李京社　 (74)专利代理 机构 北京市广友专利事务所有限 责任公司 1 1237 专利代理师 张仲波 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/02(2020.01)(56)对比文件 CN 111783324 A,2020.10.16 CN 111125949 A,2020.0 5.08 CN 111368467 A,2020.07.0 3 CN 113177335 A,2021.07.27 曹涛涛.“基于OpenFOAM的过冷流动沸腾热 流固耦合模拟研究 ”. 《中国优秀硕士学位 论文全 文数据库工程科技 Ⅱ辑》 .2020,(第3期),78. 茅晓慧 等. “混合LES-RANS模型在结晶器钢 液流场模拟中的应用 ”. 《北京科技大 学学报》 .2014,第3 6卷(第5期),6 08-616. 李六一.“GOR-LF-CC流程生产高洁净不锈钢 关键工艺及理论研究 ”. 《中国优秀博士学位 论文 全文数据库工程科技 辑》 .2020,(第6期),191. 杨晓东.“注塑模CAE用实体模型的表面网格 模型生成方法 ”. 《塑料工业》 .20 04,第32卷(第5 期),1-3. 审查员 付宇航 (54)发明名称 冶金容器的模型和结构化网格同步快速生 成方法及装置 (57)摘要 本发明提供了一种冶金容器的模型和结构 化网格同步快速生成方法及装置， 涉及金属的冶 炼和浇注生产技术领域。 包括以下步骤： 获取冶 金容器的几何结构， 并确定几何结构的原点位置 及其各个部分的几何参数和相对位置； 确定冶金 容器几何结构每部分径向、 切向、 轴向的网格尺 寸； 根据OpenFOAM的模型和网格读取规则， 使用 Python代替人工将几何参数和网格尺寸快速转 换成OpenFOAM可读的形式， 并写入指定文件； 执 行OpenFOAM中blockMesh命令读取上述指定文 件， 同步生成包含几何模型和结构化网格的文 件。 本发明在实际应用中模型和结构化网格生成 速度极快， 网格质量高， 操作集成度好。 权利要求书3页 说明书10页 附图7页 CN 114970196 B 2022.12.09 CN 114970196 B 1.一种冶金容器的模型和结构化网格同步快速生成方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 获取冶金容器的几何结构， 将所述几何结构划分为多个部分， 确定各部分的几何参 数； 所述步骤S1中， 获取冶金容器的几何结构， 将所述几何结构划分为多个部分， 确定各部 分的几何参数， 包括： S11： 获取冶金容器的几何结构， 将冶金容器的几何结构划分成圆柱体、 圆环、 圆台和四 棱柱的组合体， 确定所述组合体中各部分之间的相对位置； S12： 确定所述圆柱体、 圆环、 圆台和四棱柱的关于长度的几何参数； 对所述几何结构内 的坐标轴进 行设定， 根据获取的相对位置确定所述圆柱体、 圆环、 圆台和四棱柱的关于坐标 的几何参数； 所述步骤S12中， 对所述几何结构内的坐标轴进行设定， 包括： 以XY平面为基准工作面， 以原点为中心向四周和Z轴正负方向进行坐标确定； 设定几何 结构上端为Z轴坐标 数值递增的一端、 下端为Z轴坐标 数值递减的一端； 所述步骤S12中， 确定所述圆柱体、 圆环、 圆台和四棱柱的关于长度的几何参数； 根据获 取的相对位置确定所述圆柱体、 圆环、 圆台和四棱柱的关于坐标的几何参数， 包括： 确定几何结构中每个圆柱体的半径和高度， 以几何结构中直径最大的圆柱下端中心作 为几何结构的原点 坐标， 根据获取的相对位置确定各个圆柱上、 下端的圆心坐标； 确定几何结构中每个圆环的内半径、 圆环厚度和高度， 根据获取的相对位置确定各个 圆环上、 下端的圆心坐标； 确定几何结构中每个圆台的上端半径、 下端半径和高度， 根据获取的相对位置确定各 个圆台上、 下端圆心坐标； 根据获取的相对位置确定几何结构中每 个四棱柱的上端四个顶点 坐标和高度； S2： 确定所述冶金容器的几何结构中每部分的径向、 切向、 轴向的网格尺寸； 所述步骤S2中， 确定所述冶金容器的几何结构中每部分的径向、 切向、 轴向的网格尺 寸， 包括： 根据实际仿真需要和几何结构尺寸确定径向、 切向、 轴向的网格尺寸； 其中， 圆柱体、 圆环、 圆台的径向网格尺寸根据半径大小划分， 切向网格尺寸根据圆周 长度进行划分， 轴向网格尺寸 根据高度进行划分； 四棱柱的径向网格尺寸根据沿X轴方向棱柱边长进行划分， 切向网格尺寸根据沿Y轴方 向棱柱边长进行划分， 轴向网格尺寸 根据高度进行划分； S3： 通过Python将所述冶金容器各个部分的几何参数和网格尺寸转换成OpenFOAM可读 的形式， 写入预设的指定文件； 所述步骤S3中， 通过Python将所述冶金容器各个部分的几何参数和网格尺寸转换成 OpenFOAM可读的形式， 写入预设的指定文件， 包括： 根据圆柱体、 圆环、 圆台和四棱柱几何参数和网格尺寸， 基于OpenFOAM的模型和网格读 取规则， 通过Python对所述圆柱体、 圆环、 圆台和四棱柱几何参数和 网格尺寸进行快速转 换； 将转换后的OpenFOAM可读的形式写入预设的指定文件； 通过Python对所述圆柱体、 圆环、 圆台和四棱柱几何参数和网格尺寸进行快速转换； 将 转换后的OpenFOAM可读的形式写入预设的指定文件， 包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114970196 B 2使用Python自动将点坐标和几何尺寸按照规则快速转换为向量信息写入指定文件中 的vertices对象； 将符合规则的相邻向量快速转换为block信息， 加入几何特征的径向、 切 向、 轴向网格尺 寸信息； 将所述block信息、 几何特征的径向、 切向以及轴向网格尺 寸信息同 时写入指定文件blocks对象； 将圆柱体、 圆环、 圆台的曲线信息按照规则进行快速转换， 写 入指定文件edges对象； S4： 执行所述指定文件， 同步生成包含几何模型和结构化网格的文件， 完成冶金容器的 模型和结构化网格同步快速生成； 所述S4中， 执行所述指定文件， 同步生成包含 几何模型和结构化网格的文件， 完成冶金 容器的模型和结构化网格同步快速生成， 包括： 将预设的指定文件置于OpenFOAM文件夹内， 执行OpenFOAM中的网格生成命令 blockMesh读取所述指定文件， 生 成包含几何模 型和结构化网格的文件， 完成冶金容器的模 型和结构化网格同步快速生成。 2.一种冶金容器的模型和结构化网格同步快速生成装置， 其特征在于， 所述装置适用 于上述权利要求1中任意 一项的方法， 装置包括： 参数获取模块， 用于获取冶金容器的几何结构， 将所述几何结构划分为多个部分， 确定 各部分的几何参数； 所述参数获取模块， 用于获取冶金容器的几何结构， 将冶金容器的几何结构划分成圆 柱体、 圆环、 圆台和四棱柱的组合体， 确定所述组合体中各部分之间的相对位置； 确定所述圆柱体、 圆环、 圆台和四棱柱的关于长度的几何参数； 对所述几何结构内的坐 标轴进行设定， 根据获取的相对位置确定所述圆柱体、 圆环、 圆台和四棱柱的关于坐标的几 何参数； 对所述几何结构内的坐标轴进行设定， 包括： 以XY平面为基准工作面， 以原点为中心向四周和Z轴正负方向进行坐标确定； 设定几何 结构上端为Z轴坐标 数值递增的一端、 下端为Z轴坐标 数值递减的一端； 参数获取模块， 用于确定几何结构中每个圆柱体的半径和高度， 以几何结构中直径最 大的圆柱下端中心作为几何结构的原点坐标， 根据获取 的相对位置确定各个圆柱上、 下端 的圆心坐标； 确定几何结构中每个圆环的内半径、 圆环厚度和高度， 根据获取的相对位置确定各个 圆环上、 下端的圆心坐标； 确定几何结构中每个圆台的上端半径、 下端半径和高度， 根据获取的相对位置确定各 个圆台上、 下端圆心坐标； 根据获取的相对位置确定几何结构中每 个四棱柱的上端四个顶点 坐标和高度； 网格尺寸确定模块， 用于确定所述冶金容器的几何结构中每部分的径向、 切向、 轴向的 网格尺寸； 网格尺寸确定模块， 用于根据实际仿真需要和几何结构尺寸确定径向、 切向、 轴向的网 格尺寸； 其中， 圆柱体、 圆环、 圆台的径向网格尺寸根据半径大小划分； 切向网格尺寸根据圆周 长度进行划分； 轴向网格尺寸 根据高度进行划分； 四棱柱的径向网格尺寸根据沿X轴方向棱柱边长进行划分； 切向网格尺寸根据沿Y轴方权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114970196 B 3