(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 202211545866.1 (22)申请日 2022.12.05 (71)申请人 中国空气动力研究与发展中心低速 空气动力研究所 地址 621000 四川省绵阳市涪城区二环路 南段6号 (72)发明人 陈宁立　易贤　王强　任靖豪　 (74)专利代理 机构 四川中代知识产权代理有限 公司 513 58 专利代理师 王鸿 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/12(2020.01) (54)发明名称 多层异质薄壁固体导热计算的网格划分及 导热计算方法 (57)摘要 本发明适用于防除冰技术领域， 提供了一种 多层异质薄壁固体导热计算的网格划分及导热 计算方法， 选择多层异质薄壁固体中的任一层作 为基准层， 在所述基准层上划分面网格； 基于该 面网格， 生成多层虚拟网格： 沿着面网格的面法 向向外拓展， 按照多层异质薄壁固体的层叠顺序 生成相应的网格， 每一层网格高度等于对应异质 薄壁固体的厚度。 采用本申请的网格划分方法， 只需要对其中的一层进行网格划分， 在这基础上 直接虚拟延伸即可， 不再需要对多层固壁进行全 三维划分， 大大简化了网格划分的难度和工作 量， 后续进行数值模拟计算时， 将计算单元格同 层相邻单元格和异层相邻单元格分开计算再合 并即可， 并且本申请给出了具体的解算方程， 使 得模拟计算更加简便 。 权利要求书3页 说明书6页 附图3页 CN 115544818 A 2022.12.30 CN 115544818 A 1.一种多层异质薄壁固体导热计算的网格划分方法， 其特 征在于， 选择多层异质薄壁固体中的任一层作为基准层， 在所述基准层上划分面网格； 基于该面网格， 生成多层虚拟网格： 沿着面网格的面法向向外拓展， 按照多层异质薄壁固体的层叠顺序生成相应的网格， 每一层网格高度等于对应异质薄壁固体的厚度。 2.根据权利要求1所述的一种多层异质薄壁固体导热计算的网格划分方法， 其特征在 于， 选择多层异质薄壁固体中的与流场接触的那一层作为基准层。 3.一种多层异质薄壁固体的导热计算方法， 其特 征在于， 采用如权利要求1或2所述的一种多层异质薄壁固体导热计算的网格划分方法进行网 格划分； 以每一个单元格为单位， 分别计算同层相邻单元格间的导热和相邻层单元格间的导 热， 将同层相邻单元格间的导热和相邻层单元格间的导热相加即得到这一个单元格的导 热； 将所有单 元格的导热相加即得到多层异质薄壁固体的导热。 4.根据权利要求3所述的一种 多层异质薄壁固体的导热计算方法， 其特征在于， 计算单 元格与同层相邻单 元格的热流 通量qi1为： ， ， ， ， ； 其中， i为计算单元格的编号， j为与计算单元格同层相邻的单元格的编号； Ti为第i个计 算单元格内部温度， Tj为与计算单元格同层相 邻的第j个单元格的内部温度； ki和kj分为第i 个和第j个单元格所在层的固体导热系数， 为第i个计算单元格与同层相邻单元格交界面 的面积向量， 其方向由计算单元格指向同层相邻单元格， ； 为第i个计算单元格底 部面心到与同层相邻单元格底 部相交的边的中心的向量， 为 的单位向量， 为第j个 同层相邻单元格底部 面心到与第i个计算 单元格底部相交的边的中心的向量， 为 的单 位向量； 为计算单元格底部 面心上温度的梯度， 为与计算单元格相邻的单元格底部 面 心上温度的梯度； ， 均为计算的中间变量。 5.根据权利要求4所述的一种 多层异质薄壁固体的导热计算方法， 其特征在于， 计算单 元格与相邻层单 元格的热流 通量qi2为： ，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115544818 A 2其中， p为与计算单元格i异层相邻的单元格编号， kp为与第p个单元格所在层的固体导 热系数，Tp为与第p个单元格的内部温度； ti为计算单元格所在层的厚度， tp为第p个单元格 所在层的厚度； As为计算单 元格与相邻层交界面的面积。 6.根据权利要求3 ‑5任一所述的一种多层异质薄壁固体的导热计算方法， 其特征在于， 采用如下公式计算各个单 元格的温度： ， 其中， ， ， ； ， ， ， ， ， ， ， ， i为计算单元格 的编号， 取值为0~（m‑1） ， m为单元格 的总数， j为与计算单元格i 同层相 邻的单元格编号， p为与计算单元格i异层相 邻的单元格编号； n为上一时间步， n +1为当前时 间步； ， ， ...， 分别为第n+1时间步的第0， 1， ...， m ‑1个单元格内 的温度；Ti为权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115544818 A 3