(19)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 202111677945.3 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 胡五龙　章刘俊　吴卫国　姚志强　 王思莹　林永水　 (74)专利代理 机构 武汉智嘉联合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 42231 专利代理师 姜婷 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于CFD的多尺度模拟方法、 系统和存储介 质 (57)摘要 本发明公开了一种基于CFD的多尺度模拟方 法、 系统和存储介质， 首先， 建立船体的几何模 型， 并对所述船体进行网格划分； 然后， 使用CFD 方法对船体的整船流场进行模拟， 得到整船流场 信息； 其次， 提取所研究的所述船体的局部结构 入口剖面的每个网格节点的风速数据； 最后， 将 风速数据输入到局部模型进行计算， 以实现对船 体的局部模拟。 本发明提供的基于CFD的多尺度 模拟方法， 一方面通过高效的整船模拟可以获取 船体周围流场特征， 另一方面又可以通过局部模 拟获取各部分流场细节。 大大提高了局部模型数 值模拟的准确性， 同时也弥补了整船计算无法对 流场细节进行精确描述的不足， 解决了整船模型 简化处理会导致局部模型流场细节失真的问题。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 114462141 A 2022.05.10 CN 114462141 A 1.一种基于 CFD的多尺度模拟方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 建立船体的几何模型， 并对所述船体进行网格划分； 使用CFD方法对所述船体的整船流场进行模拟， 得到整船流场信息； 从所述整船流场信息中提取 所研究的局部结构入口剖面的每 个网格节点的风速数据； 将所述风速数据输入到局部模型进行计算， 以实现对所述船体的局部模拟。 2.根据权利要求1所述的一种基于CFD的多尺度模拟方法， 其特征在于， 所述将所述风 速数据输入到局部模型进行计算， 包括 步骤： 当所述入口剖面网格节点的尺寸与 所述局部模型的网格尺寸不一致， 所述网格节点与 所述局部模型的网格不能完全 对应； 对于所述局部模型无法对应的节点， 使用距离所述无法对应的节点最近的网格节点的 风速数据， 为所述无法对应的节点进行插值。 3.根据权利要求1或2所述的一种基于CFD的多尺度模拟方法， 其特征在于， 所述整船流 场的风速周期性变化， 提取所述入口剖面的多个所述网格节点一个周期内的风速数据， 并 输入到局部模型进行计算。 4.根据权利 要求1所述的一种基于CFD的多尺度模拟方法， 其特征在于， 所述使用CFD方 法对所述船体的整船流场进行模拟， 包括 步骤： 使用CFD方法对所述船体的吃水线以上的整船流场进行模拟， 计算域设定为5倍船长、 5 倍船宽和3倍船高。 5.根据权利要求1所述的一种基于CFD的多尺度模拟方法， 其特征在于， 所述风速数据 包括： x轴风速、 y轴风速、 z轴风速和时间数据。 6.根据权利 要求1所述的一种基于CFD的多尺度模拟方法， 其特征在于， 所述使用CFD方 法对所述船体的整船流场进行模拟， 得到整船流场信息， 包括 步骤： 整船数值模拟选择自然梯度风速作为速度入口， 所述自然梯度风速的计算公式为： 其中， V0是海平面上 方h0处的风速， h0取10米； α 是风速廓线指数。 7.一种基于 CFD的多尺度模拟系统， 其特 征在于， 包括： 模型建立模块， 用于建立船体的几何模型； CFD模拟模块， 与所述模型建立模块电性连接， 所述CFD模拟模块用于对所述船体的整 船流场进行模拟， 得到整船流场信息； 数据提取模块， 与所述CFD模拟模块电性连接， 所述数据提取模块用于提取所述整船流 场信息中的入口剖面的每 个网格节点的风速数据； 局部模拟模块， 与所述数据提取模块电性连接， 所述局部模拟模块用于根据每个所述 网格节点的风速数据以实现对所述船体的局部模拟。 8.一种基于CFD的多尺度模拟系统， 其特征在于， 包括： 存储器、 处理器及存储在所述存 储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如 权利要求1至 6中任意一项所述的基于 CFD的多尺度模拟方法。 9.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质存储有计算机可权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114462141 A 2执行指令， 所述计算机可执行指 令用于使计算机执行如权利要求 1至6中任意一项 所述的基 于CFD的多尺度模拟方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114462141 A 3