轴对称矢量喷管三维网格生成方法及装置

摘要

本发明提供了一种轴对称矢量喷管三维网格生成方法及装置，其中方法包括：确定轴对称矢量喷管的几何特征，根据所述轴对称矢量喷管的几何特征，确定用于约束计算域的控制曲线表达式；确定所述轴对称矢量喷管的当前矢量偏转角度；根据所述当前矢量偏转角度和所述控制曲线表达式，确定对应所述当前矢量偏转角度的目标计算域；根据预先设定的三维网格分布特征，在所述目标计算域内按照所述三维网格分布特征生成对应所述当前矢量偏转角度的三维网格。本方案，无需重复计算，只需代入控制曲线表达式进行计算即可，不仅生成速度快，且降低了计算量。

说明书

技术领域

本发明实施例涉及矢量推进技术领域，特别涉及一种轴对称矢量喷管三维网格生成方法及装置。

背景技术

矢量推进技术可以为战斗机提供良好的机动性能，从而保证战斗机在空中格斗及突防对抗中拥有更强的生存能力，矢量推进技术目前已经在四代机如F-22、F-35中得到了应用，尤其F-35B在兼容矢量推进技术后具备了垂直起降和悬停的能力，使其作战能力大幅提升。采用矢量推力可以动态连续地调节发动机的喷流方向和推力大小，以灵活满足战斗机对推力的需求。

现有技术中，为模拟轴对称矢量喷管在不同矢量推力状态下的三维网格，轴对称矢量喷管每偏转矢量偏转角度，则利用轴对称矢量喷管的几何模型生成软件生成该矢量偏转角度下对应轴对称矢量喷管的几何模型，然后利用网格生成生成软件针对该几何模型生成对应的三维网格。

由于每偏转一次，均要重复几何模型的生成过程和三维网格的生成过程，因此，重复计算量较多。

发明内容

本发明实施例提供了一种轴对称矢量喷管三维网格生成方法及装置，能够提高三维网格生成速度，降低三维网格生成过程的计算量。

第一方面，本发明实施例提供了一种轴对称矢量喷管三维网格生成方法，包括：

确定轴对称矢量喷管的几何特征，根据所述轴对称矢量喷管的几何特征，确定用于约束计算域的控制曲线表达式；

确定所述轴对称矢量喷管的当前矢量偏转角度；

根据所述当前矢量偏转角度和所述控制曲线表达式，确定对应所述当前矢量偏转角度的目标计算域；

根据预先设定的三维网格分布特征，在所述目标计算域内按照所述三维网格分布特征生成对应所述当前矢量偏转角度的三维网格。

优选地，所述控制曲线表达式所约束的计算域包括如下至少一个区域：所述轴对称矢量喷管内壁面的边界层、第一气流流动区域、所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二气流流动区域、所述轴对称矢量喷管外壁面的第一空气区域和所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二空气区域；所述第一气流流动区域为所述轴对称矢量喷管内除边界层之外的区域。

优选地，

所述控制曲线表达式所约束的计算域包括：所述轴对称矢量喷管内壁面的边界层；

预先在所述轴对称矢量喷管内壁面的边界层上设定的所述三维网格分布特征包括：设定所述边界层在径向方向上网格节点的层数、每一层网格节点的厚度、每一层网格节点在轴向上的数量和每一层网格节点在周向上的数量；其中，所述边界层在径向方向上网格节点的厚度逐层递增；

和/或，

所述控制曲线表达式所约束的计算域包括：所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二气流流动区域；

预先在所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二气流流动区域上设定的所述三维网格分布特征包括：在所述第二气流流动区域上的网格节点的分布沿所述轴对称矢量喷管的矢量偏转角度进行拉伸，设定在矢量偏转角度的方向上延伸距离，其中该延伸距离是所述轴对称矢量喷管的出口直径的设定倍数，且设定在矢量偏转角度的方向上的网格节点的数量；设定在所述第二气流流动区域上的网格节点在拉伸过程中，周向、径向、轴向上的网格节点的尺寸均逐层递增；

和/或，

所述控制曲线表达式所约束的计算域包括：所述轴对称矢量喷管外壁面的第一空气区域；

预先在所述轴对称矢量喷管外壁面的第一空气区域上设定的所述三维网格分布特征包括：设定所述第一空气区域上周向、轴向的三维网格节点的数量与所述第一气流流动区域上周向、轴向的三维网格节点的数量相同；设定所述第一空气区域上径向方向上网格节点的数量，且径向上的网格节点的厚度逐层递增；

和/或，

所述控制曲线表达式所约束的计算域包括：所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二空气区域；

预先在所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二空气区域上设定的所述三维网格分布特征包括：设定所述第二空气区域上周向、轴向的网格节点的数量与所述第二气流流动区域上周向、轴向的网格节点的数量相同；设定所述第二空气区域上径向方向上网格节点的数量，且径向上的网格节点的厚度逐层递增。

优选地，

所述控制曲线表达式所约束的计算域包括：所述第一气流流动区域；所述第一气流流动区域的横截面为圆形；

预先在所述第一气流流动区域上设定的所述三维网格分布特征包括：将所述第一气流流动区域划分为包括轴心的内区域和除所述内区域以外的外区域；所述内区域对应的横截面为位于该圆形内的多边形；所述内区域和所述外区域内的网格节点均匀分布。

优选地，所述多边形为正方形；将该圆形的圆周四等分的等分点分别与该圆形的圆心连接成线段，将四条线段的中点相连得到该正方形。

优选地，所述多边形上每一条边上的网格节点的数量，与该条边对应边界层周向方向弧线上的网格节点的数量相同。

优选地，在所述目标计算域内按照所述三维网格分布特征生成对应所述当前矢量偏转角度的三维网格之后，还包括：

针对生成的三维网格中的每一个网格节点所对应顶点的坐标，生成对应所述当前矢量偏转角度的网格文件。

第二方面，本发明实施例还提供了一种轴对称矢量喷管三维网格生成装置，包括：

约束单元，用于确定轴对称矢量喷管的几何特征，根据所述轴对称矢量喷管的几何特征，确定用于约束计算域的控制曲线表达式；

角度确定单元，用于确定所述轴对称矢量喷管的当前矢量偏转角度；

计算域确定单元，用于根据所述当前矢量偏转角度和所述控制曲线表达式，确定对应所述当前矢量偏转角度的目标计算域；

三维网格生成单元，用于根据预先设定的三维网格分布特征，在所述目标计算域内按照所述三维网格分布特征生成对应所述当前矢量偏转角度的三维网格。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。

本发明实施例提供了一种轴对称矢量喷管三维网格生成方法及装置，由于轴对称矢量喷管在工作状态下，只需调整矢量偏转角度，其它参数都不会发生变化，因此根据轴对称矢量喷管的几何特征可以得到用于约束计算域的控制曲线表达式，该控制曲线表达式与轴对称矢量喷管的矢量偏转角度有关，当确定了轴对称矢量喷管的当前矢量偏转角度时，代入控制曲线表达式，即可确定出所需生成三维网格的目标计算域来，然后可以根据预先设定的三维网格分布特征，在该目标计算域内生成对应当前矢量偏转角度的三维网格。可见，本方案无需重复计算，只需代入控制曲线表达式进行计算即可，不仅生成速度快，且降低了计算量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种轴对称矢量喷管三维网格生成方法流程图；

图2是本发明一实施例提供的一种轴对称矢量喷管的纵切面的示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种计算域的示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种轴对称矢量喷管的横截面的示意图；

图5是本发明一实施例提供的另一种轴对称矢量喷管的横截面的示意图；

图6是本发明一实施例提供的一种三维网格示意图；

图7是本发明一实施例提供的一种计算设备的硬件架构图；

图8是本发明一实施例提供的一种轴对称矢量喷管三维网格生成装置结构图；

图9是本发明一实施例提供的另一种轴对称矢量喷管三维网格生成装置结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对轴对称矢量喷管可以通过三维网格来模拟其工作状态下的流场，当轴对称矢量喷管的矢量偏转角度不同时，可以产生不同矢量推力。轴对称矢量喷管每偏转一个不同角度，其几何形状则会发生变化，喷出的高温气流的流动区域也会发生变化，因此，计算域就会发生变化，计算域的三维网格也会发生变化。在现有技术中，轴对称矢量喷管每偏转一次，则需要重新生成轴对称矢量喷管的几何模型以及重新计算三维网格，重复计算量较多。

基于此，如果能够将轴对称矢量喷管的几何特征通过表达式的方式进行表达，当轴对称矢量喷管偏转一个矢量偏转角度时，将该矢量偏转角度输入到表达式中即可确定出计算域，然后通过预先设置的三维网格分布规律，在计算域内生成对应的三维网格，如此，无需重复生成轴对称矢量喷管的几何模型，大大降低计算量，且提高了三维网格的生成速度。

下面描述以上构思的具体实现方式。

请参考图1，本发明实施例提供了一种轴对称矢量喷管三维网格生成方法，该方法包括：

步骤100，确定轴对称矢量喷管的几何特征，根据轴对称矢量喷管的几何特征，确定用于约束计算域的控制曲线表达式。

步骤102，确定轴对称矢量喷管的当前矢量偏转角度。

步骤104，根据当前矢量偏转角度和控制曲线表达式，确定对应当前矢量偏转角度的目标计算域。

步骤106，根据预先设定的三维网格分布特征，在目标计算域内按照三维网格分布特征生成对应当前矢量偏转角度的三维网格。

本发明实施例中，由于轴对称矢量喷管在工作状态下，只需调整矢量偏转角度，其它参数都不会发生变化，因此根据轴对称矢量喷管的几何特征可以得到用于约束计算域的控制曲线表达式，该控制曲线表达式与轴对称矢量喷管的矢量偏转角度有关，当确定了轴对称矢量喷管的当前矢量偏转角度时，代入控制曲线表达式，即可确定出所需生成三维网格的目标计算域来，然后可以根据预先设定的三维网格分布特征，在该目标计算域内生成对应当前矢量偏转角度的三维网格。可见，本方案无需重复计算，只需代入控制曲线表达式进行计算即可，不仅生成速度快，且降低了计算量。

下面描述图1所示的各个步骤的执行方式。

首先针对步骤100“确定轴对称矢量喷管的几何特征，根据轴对称矢量喷管的几何特征，确定用于约束计算域的控制曲线表达式”、步骤102“确定轴对称矢量喷管的当前矢量偏转角度”和步骤104“根据当前矢量偏转角度和控制曲线表达式，确定对应当前矢量偏转角度的目标计算域”进行说明。

请参考图2，为轴对称矢量喷管的纵切面的示意图。其中，轴对称矢量喷管包括平直段(长度为图2中的A1)、收缩段(长度为图2中的A2)和扩张段(长度为图2中的A3)，在确定了轴对称矢量喷管的型号之后，则可以确定出该轴对称矢量喷管的几何特征，其几何特征包括：进口(直径为图2中的B1)、喉道(直径为图2中的B2)和出口(直径为图2中的B2)位置处的截面面积，平直段、收缩段和扩张段的长度，以及扩张段的矢量偏转角度。

比如，平直段、收缩段和扩张段的长度分别为0.7m、0.6m、0.5m，进口、喉道、出口位置处的截面面积分别为0.8m

由于上述几何特征中除扩张段的矢量偏转角度(变量)会发生变化以外，其它参数均为定值，因此，可以采用相应的数学函数控制计算域中各个区域的几何约束，从而得到用于约束计算域的控制曲线表达式。该控制曲线表达式与扩张段的矢量偏转角度有关，当确定了矢量偏转角度之后，将矢量偏转角度代入到控制区域表达式中，即可得到该矢量偏转角度对应的计算域。

需要说明的是，对于用于约束计算域的控制曲线表达式为现有技术，在此不在赘述。

其中，计算域为需要生成三维网格的区域。其中，轴对称矢量喷管的上述几何特征决定了高温气流在轴对称矢量喷管内部的膨胀状态，不同的膨胀状态对应不同的马赫数以及边界层厚度。

在本发明一个实施例中，控制曲线表达式所约束的计算域可以包括如下至少一个区域：轴对称矢量喷管内壁面的边界层、第一气流流动区域、轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二气流流动区域、轴对称矢量喷管外壁面的第一空气区域和轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二空气区域；所述第一气流流动区域为所述轴对称矢量喷管内除边界层之外的区域。

请参考图3，为一种计算域的示意图，图3中实线为轴对称矢量喷管的纵切面示意图，虚线与实线形成的区域C1为轴对称矢量喷管内壁面的边界层，虚线形成的区域C2为第一气流流动区域，虚线形成的区域C3为轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二气流流动区域，虚线形成的区域C4为轴对称矢量喷管外壁面的第一空气区域，虚线形成的区域C5为轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二空气区域。需要说明的是，虚线与实线形成的区域D0为非计算域。

在本发明一个实施例中，为了能够生成三维网格，需要预先设定在计算域中三维网格分布特征。针对上述各个区域，由于不同区域对应的气流分布规律不同，因此，需要针对各个区域设定不同的三维网格分布特征。

下面对上述各个区域设定的三维网格分布特征分别进行说明。

一、轴对称矢量喷管内壁面的边界层。

由于真实的高温气流具有不可忽略的粘性，在靠近轴对称矢量喷管内壁区域上存在明显的边界层现象。为了准确描述高温气流的速度、压力等参数在边界层内存在的梯度变化，需要对边界层内的网格节点进行设置。

根据边界层内气流的分布规律，可以设定边界层在径向方向上网格节点的层数N

优选地，为了降低计算量，可以设定边界层在径向方向上第N层网格节点的厚度是第(N-1)层网格节点的厚度的第一倍数，该第一倍数为大于1的值；N为大于1的整数。需要说明的是，边界层中靠近轴对称矢量喷管内壁的一层为第一层，边界层中远离轴对称矢量喷管内壁的一层为第N

上述参数值的设定可以依据轴对称矢量喷管几何特征中的参数值进行设定。以上述举例的轴对称矢量喷管几何特征中各参数值为例，那么N

需要说明的是，上述对每一层网格节点的厚度的设定方式为一种优选方式，除上述设定方式以外，还可以设定其它方式，比如，第二层网格节点的厚度是第一层网格节点的厚度的1.1倍，第三层网格节点的厚度是第二层网格节点的厚度的1.2倍，……。只需保证从第一层至第N

请参考图4，为左视图，该左视图为轴对称矢量喷管的横截面，由于轴对称矢量喷管为圆筒状，因此，轴对称矢量喷管的横截面为圆形，图4中圆环形区域C1为边界层，边界层内虚线形成的四边形方格为填充的网格，圆形区域C2为第一气流流动区域，图4中实线双箭头E为周向方向，实线双箭头F为径向方向，图3中直实线单箭头G为轴向方向。周向上网格节点的数量即为图4中圆周上网格节点的数量，轴向上网格节点的数量即为图2中A1+A2+A3长度上网格节点的数量。

二、第一气流流动区域。

第一气流流动区域上网格节点的分布，需要在边界层网格节点分布的基础上进行设置。

轴对称矢量喷管的进口截面(即横截面)为圆形，在除去边界层的圆环区域之后，该第一气流流动区域的横截面为圆形，请参考图4中的C2区域。

在本发明一个实施例中，预先在第一气流流动区域上设定的所述三维网格分布特征包括：该第一气流流动区域上的网格节点均匀分布，且第一气流流动区域在周向/轴向上网格节点的数量与边界层在周向/轴向上网格节点的数量一致。

为了提高第一气流流动区域中网格节点的生成速度，可以将该第一气流流动区域划分为包括轴心的内区域和除该内区域以外的外区域；其中，内区域对应的横截面为位于该圆形内的多边形；内区域和外区域内的网格节点均匀分布。由于内区域对应的横截面为多边形，在向多边形区域内填充网格节点时，可以根据多边形的形状确定填充的网格节点的形状。比如，多边形为三角形，填充的网格节点可以为三棱柱；多边形为正方形时，填充的网格节点可以为长方体(或正方体)。在进行多面体等网格节点填充，可以提高网格节点的填充速度。

由于第一气流流动区域的横截面为圆形，将第一气流流动区域分成内区域和外区域，可以更方便的在这个圆形区域上使用四边形网格进行填充。若不分内外区域，直接使用四边形填充，在填充该圆形区域时网格之间容易留有空隙。通过划分成两个区域，便于对目标区域进行控制。

考虑到一个长方体可以由两个三棱柱组成，因此，当填充的网格节点为长方体时，比填充三棱柱时的填充数量少，因此，优选地，该多边形为长正方形。更优选地，该多边形为正方形，此时填充的三棱柱的横截面为等腰直角三角形，相比于长方形，填充的网格节点分布会更加均匀。

在本发明一个实施例中，请参考图5，该正方形至少可以通过如下一种方式形成：将该圆形的圆周四等分的等分点(分别为G11、G21、G31、G41)分别与该圆形的圆心O连接成线段，将四条线段的中点(分别为G12、G22、G32、G42)相连得到该正方形。其中，C21为由正方形形成的内区域，C22为外区域。通过将四条线段的中点相连形成该正方形，可以保证对第一气流流动区域进行网格节点填充时，使用填充的网格节点分布更加均匀。

在本发明一个实施例中，该多边形上每一条边上的网格节点的数量，与该条边对应边界层周向方向弧线上的网格节点的数量相同。请参考图5中，对于四边形的一条边G12-G22上网格节点的数量，与该条边对应边界层周向方向弧线G11-G21上的网格节点的数量相同。

需要说明的是，正方形的形成方式除上述方式以外还可以使用其它方式，比如将四条线段的2/3位置(或其它相同的对应位置)处的点相连得到该正方形。

三、轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二气流流动区域。

在本发明一个实施例中，为了能够描述高温气流在第二气流流动区域的分布规律，可以预先在所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二气流流动区域上设定的所述三维网格分布特征，具体可以包括：在该第二气流流动区域上的网格节点的分布沿该轴对称矢量喷管的矢量偏转角度进行拉伸，设定在矢量偏转角度的方向上延伸距离，其中该延伸距离是所述轴对称矢量喷管的出口直径的设定倍数，且设定在矢量偏转角度的方向上的网格节点的数量；设定在所述第二气流流动区域上的网格节点在拉伸过程中，周向、径向、轴向上的网格节点的尺寸均逐层递增。

该设定倍数根据经验值进行设定，一般为20-50倍，比如该设定倍数为30倍。由于高温气流在空气中逐渐扩散，为满足该规律，在拉伸过程中周向和径向上的网格节点分布可以适当稀疏，因此，周向、径向、轴向上的网格节点的尺寸均逐层递增。比如，周向、径向、轴向上的网格节点的尺寸均比前一层网格相比放大1.1倍。

四、轴对称矢量喷管外壁面的第一空气区域。

在本发明一个实施例中，流过轴对称矢量喷管外壁面的空气需要使用网格节点进行描述，可以预先在轴对称矢量喷管外壁面的第一空气区域上设定的三维网格分布特征，具体可以包括：设定第一空气区域上周向、轴向的三维网格节点的数量与第一气流流动区域上周向、轴向的三维网格节点的数量相同；设定第一空气区域上径向方向上网格节点的数量，且径向上的网格节点的厚度逐层递增。

需要说明的是，第一空气区域的横截面为圆环形状。由于外部空气的流动相对稳定，因此，可以设置径向网格节点沿径向丛密到疏的变化规律，即径向上的网格节点的厚度逐层递增。比如，每一层网格节点的厚度均比上一层网格节点的厚度增大1.2倍。

五、轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二空气区域。

在本发明一个实施例中，还可以预先在轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二空气区域上设定的三维网格分布特征，具体可以包括：设定第二空气区域上周向、轴向的网格节点的数量与第二气流流动区域上周向、轴向的网格节点的数量相同；设定第二空气区域上径向方向上网格节点的数量，且径向上的网格节点的厚度逐层递增。

需要说明的是，第二空气区域的横截面为圆环形状。由于外部空气的流动相对稳定，因此，可以设置径向网格节点沿径向丛密到疏的变化规律，即径向上的网格节点的厚度逐层递增。

还需要说明的是，由于第一空气区域和第二空气区域的网格分布规律相似，因此，第一空气区域在径向上的网格节点的厚度递增规律与第二空气区域在径向上的网格节点的厚度递增规律相同。

以上完成了对各个区域设定的三维网格分布特征的说明。

针对步骤106，根据预先设定的三维网格分布特征，在目标计算域内按照三维网格分布特征生成对应当前矢量偏转角度的三维网格。

在本步骤中，当在步骤104中确定了目标计算域之后，根据预先设定的三维网格分布特征，可以生成对应当前矢量偏转角度的三维网格。请参考图6，为一种三维网格示意图。

在本发明一个实施例中，步骤100-106生成了离散的网格节点，为了能够对不同矢量偏转角度分别对应的三维网格数据进行利用，可以将每一种矢量偏转角度对应的三维网格生成可用的网格文件，具体地，在步骤106之后可以包括：针对生成的三维网格中的每一个网格节点所对应顶点的坐标，生成对应该当前矢量偏转角度的网格文件。

进一步的，可以按照通用格式将离散的网格节点组合成可用的六面体网格单元，然后将各网格单元所对应六面体的八个顶点的坐标进行记录。

其中，网格文件的格式可以采用tecplot格式，此时网格文件可以包含三部分：表头说明、网格节点坐标、每一个网格单元对应网格节点序号的组合。

如图7、图8所示，本发明实施例提供了一种轴对称矢量喷管三维网格生成装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言，如图7所示，为本发明实施例提供的一种轴对称矢量喷管三维网格生成装置所在计算设备的一种硬件架构图，除了图7所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的计算设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等。以软件实现为例，如图8所示，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在计算设备的CPU将非易失性存储器中对应的计算机程序读取到内存中运行形成的。本实施例提供的一种轴对称矢量喷管三维网格生成装置，包括：

约束单元801，用于确定轴对称矢量喷管的几何特征，根据所述轴对称矢量喷管的几何特征，确定用于约束计算域的控制曲线表达式；

角度确定单元802，用于确定所述轴对称矢量喷管的当前矢量偏转角度；

计算域确定单元803，用于根据所述当前矢量偏转角度和所述控制曲线表达式，确定对应所述当前矢量偏转角度的目标计算域；

三维网格生成单元804，用于根据预先设定的三维网格分布特征，在所述目标计算域内按照所述三维网格分布特征生成对应所述当前矢量偏转角度的三维网格。

在本发明一个实施例中，所述控制曲线表达式所约束的计算域包括如下至少一个区域：所述轴对称矢量喷管内壁面的边界层、第一气流流动区域、所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二气流流动区域、所述轴对称矢量喷管外壁面的第一空气区域和所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二空气区域；所述第一气流流动区域为所述轴对称矢量喷管内除边界层之外的区域。

在本发明一个实施例中，所述控制曲线表达式所约束的计算域包括：所述轴对称矢量喷管内壁面的边界层；

预先在所述轴对称矢量喷管内壁面的边界层上设定的所述三维网格分布特征包括：设定所述边界层在径向方向上网格节点的层数、每一层网格节点的厚度、每一层网格节点在轴向上的数量和每一层网格节点在周向上的数量；其中，所述边界层在径向方向上网格节点的厚度逐层递增；

和/或，

所述控制曲线表达式所约束的计算域包括：所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二气流流动区域；

预先在所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二气流流动区域上设定的所述三维网格分布特征包括：在所述第二气流流动区域上的网格节点的分布沿所述轴对称矢量喷管的矢量偏转角度进行拉伸，设定在矢量偏转角度的方向上延伸距离，其中该延伸距离是所述轴对称矢量喷管的出口直径的设定倍数，且设定在矢量偏转角度的方向上的网格节点的数量；设定在所述第二气流流动区域上的网格节点在拉伸过程中，周向、径向、轴向上的网格节点的尺寸均逐层递增；

和/或，

所述控制曲线表达式所约束的计算域包括：所述轴对称矢量喷管外壁面的第一空气区域；

预先在所述轴对称矢量喷管外壁面的第一空气区域上设定的所述三维网格分布特征包括：设定所述第一空气区域上周向、轴向的三维网格节点的数量与所述第一气流流动区域上周向、轴向的三维网格节点的数量相同；设定所述第一空气区域上径向方向上网格节点的数量，且径向上的网格节点的厚度逐层递增；

和/或，

所述控制曲线表达式所约束的计算域包括：所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二空气区域；

预先在所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二空气区域上设定的所述三维网格分布特征包括：设定所述第二空气区域上周向、轴向的网格节点的数量与所述第二气流流动区域上周向、轴向的网格节点的数量相同；设定所述第二空气区域上径向方向上网格节点的数量，且径向上的网格节点的厚度逐层递增。

在本发明一个实施例中，所述控制曲线表达式所约束的计算域包括：所述第一气流流动区域；所述第一气流流动区域的横截面为圆形；

预先在所述第一气流流动区域上设定的所述三维网格分布特征包括：将所述第一气流流动区域划分为包括轴心的内区域和除所述内区域以外的外区域；所述内区域对应的横截面为位于该圆形内的多边形；所述内区域和所述外区域内的网格节点均匀分布。

在本发明一个实施例中，所述多边形为正方形；将该圆形的圆周四等分的等分点分别与该圆形的圆心连接成线段，将四条线段的中点相连得到该正方形。

在本发明一个实施例中，所述多边形上每一条边上的网格节点的数量，与该条边对应边界层周向方向弧线上的网格节点的数量相同。

在本发明一个实施例中，请参考图9，该轴对称矢量喷管三维网格生成装置还可以包括：

网格文件生成单元805，用于针对生成的三维网格中的每一个网格节点所对应顶点的坐标，生成对应所述当前矢量偏转角度的网格文件。

可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对一种轴对称矢量喷管三维网格生成装置的具体限定。在本发明的另一些实施例中，一种轴对称矢量喷管三维网格生成装置可以包括比图示更多或者更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或者软件和硬件的组合来实现。

上述装置内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明任一实施例中的一种轴对称矢量喷管三维网格生成方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例中的一种轴对称矢量喷管三维网格生成方法。

具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。

在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。

用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。

此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。