(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111426137.X (22)申请日 2021.11.26 (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市南 开区卫津路9 2号 (72)发明人 叶天震　卜永和　王媛媛　那艳玲　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 代理人 李丽萍 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06T 17/20(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于动网格模拟隧道列车运动 的结构 网格划分方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于动网格模拟隧道列 车运动的结构网格划分方法， 主要包括： 根据列 车在隧道中运动的实际情况建立几何模型； 以该 几何模型作为整个流域， 通过建立交互面将整个 流域划分为静止域和运动域； 分别建立静止域和 运动域的拓扑结构， 分别对静止域的拓扑结构和 运动域的拓扑结构进行结构网格划分， 在进行结 构网格划分的过程中对位于近壁面处的边界层 区域网格进行加密处理， 最后将经过上述处理的 几何模型中的静止域网格和运动域网格合并。 本 发明的结构网格划分减少了网格数量， 提高了计 算效率； 而 边界层、 列车表面也可以加密设置； 本 发明中可以通过Y+方法计算出边界层网格尺寸， 对网格尺寸进行设置， 可 以避免重新构建模型， 提高计算效率。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114036872 A 2022.02.11 CN 114036872 A 1.一种基于动网格模拟隧道列车运动的结构网格划分方法， 其特征在于， 根据列车在 隧道中运动的实际情况建立几何模型； 以该几何模型作为整个流域， 通过建立交互面将整 个流域划分为静止域和运动域； 分别建立所述静止域和运动域的拓扑结构， 分别对所述静 止域的拓扑结构和运动域的拓扑结构进行结构网格划分， 在进行结构网格划分的过程中对 位于近壁面处的边界层区域网格进行加密处理， 最后 将经过上述处理的几何模型中的静止 域网格和运动域网格合并。 2.根据权利要求1所述的基于动网格模拟隧道列车运动的结构网格划分方法， 其特征 在于， 采用IC EM CFD流场前处 理软件， 并包括以下步骤： 步骤一： 建立几何模型： 在所述的ICEM  CFD软件中， 根据列车在隧道中运动的实际情况 建立几何模型， 以该几何模 型作为整个流域， 该几何模型包括列车、 隧道、 风井、 隧道入口空 气域和风井出口处 空气域五部分； 步骤二： 静止域和运动域的划分： 列车沿隧道方向向前运动， 在包含列车的运动 通道且 位于隧道内部建立一交互面， 所述交互面是几何面(surface)类型， 整个流域中， 该交互面 之内的区域 为运动域， 该交 互面之外的区域 为静止域； 步骤三： 采用y+公式计算得到边界层网格尺寸； 步骤四： 建立静止域的拓扑结构： 建立包含整个流域的六面体的块1， 在该块1内部仅包 围隧道切分出一个六面体的块2， 所述块2的拓扑面(face)与几何模型中隧道的几何面 (surface)映射关联， 从而实现对隧道入口空气域处的网格密度的独立设置； 将所述块2进 行O网格或者C网格切分， 然后， 删去O 网格或者C网格切分后的中间的块， 剩余的块即为静止 域的块； 将O网格切分或者C网格切分 的块内部的拓扑面(face)与步骤二中的交互面关联， 将其余的块和 步骤一中的几何模型切分一致， 并将静止域对应的拓扑面、 拓扑边和 步骤二 中静止域所对应的几何面(surface)、 几何曲线关联， 此时所有块、 拓扑面、 拓扑线共同构成 静止域的拓扑 结构， 保存形成静止域的拓扑 结构文件； 步骤五： 静止域网格划分： 对步骤四中获得的静止域的拓扑结构进行网格划分， 根据步 骤三中计算得到的边界层 网格尺寸， 对所述静止域的拓扑结构 中的边进行线密度设置； 生 成网格并检查网格质量， 网格质量满足要求后转化成非结构网格， 生 成网格文件后保存， 记 为静止域网格文件； 关闭该静止域网格文件和步骤四中形成的静止域的拓扑 结构文件； 步骤六： 建立运动域的拓扑结构： 重新建立包含运动域的六面体块， 首先， 对整个六面 体块进行O网格切分， 然后沿隧道长度方向分别 在车头车尾位置处对O 网格切分后的块进 行 再次切分， 删除代表列车 的块， 将运动域对应的拓扑面和拓扑线和步骤二中的运动域所对 应的几何面、 几何曲线关联， 此时所有块、 拓扑面、 拓扑线共同构成运动域的拓扑结构， 保存 形成运动域的拓扑 结构文件； 步骤七： 运动域网格划分： 对步骤六中获得的运动域的拓扑结构进行网格划分， 根据步 骤三中计算得到的网格尺寸对所述运动域的拓扑结构中的边的线密度进 行设置； 生成网格 并检查网格质量， 网格质量满足要求后转化成非结构网格， 生成网格文件后保存， 记为运动 域网格文件； 步骤八： 不同域网格的合并： 在步骤七生成的运动域网格的基础上， 打开步骤五保存的 静止域网格文件， 选择合并方法， 实现静止域网格和运动域网格的合并， 此时的网格文件即 可导出用于后续数值模拟计算。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114036872 A 23.根据权利要求2所述的基于动网格模拟隧道列车运动的结构网格划分方法， 其特征 在于， 步骤三所述的采用y+公式计算得到边界层网格尺寸是： 采用流场数值模拟软件 FLUNET， 根据流域中列车运动引起空气流动的实际情况， 选择不同的雷诺数模型， 确定y+ 值； 其中， 高雷诺数模 型满足30≤ y+≤300， 低雷诺数模 型满足y+<1； 根据选取的雷诺数模 型 得到y+值， 利用y+公式进行计算， 得到边界层网格尺寸。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114036872 A 3