1.一种基于边坍缩网格优化的飞行器仿真驱动设计方法,其特征在于,所述方法包括:获取预先设计的飞行器几何模型,根据所述飞行器几何模型生成对应的飞行器网格文件;根据所述飞行器几何模型,对所述飞行器网格文件中各网格节点进行类型标记,得到固定节点和优化节点,根据网格边两端的节点类型,得到待优化边;最小化预先构建的所述待优化边坍缩到新节点的坍缩代价,得到所述待优化边的坍缩代价和坍缩后的新节点,将所述待优化边的坍缩代价存储在堆数据结构;所述堆数据结构的堆顶边是坍缩代价最小的待优化边;若所述堆顶边坍缩后相邻网格单元的平均质量不小于坍缩前的平均质量,以及坍缩后不会引起局部相交,则将所述堆顶边进行坍缩,根据坍缩后生成的新网格单元更新所述堆数据结构,迭代取出堆顶边并进行坍缩判断,直到当前最差单元质量不小于预设的最差质量阈值时,停止迭代,得到优化后的飞行器网格文件;利用CFD 数值仿真软件对所述优化后的飞行器网格文件进行计算,得到飞行器的多个性能指标;所述性能指标包括飞行器升力系数和飞行器阻力系数;根据预先设置的飞行器设计要求对所述飞行器的多个性能指标进行评估,若性能指标达到设计要求则输出设计方案;构建所述待优化边坍缩到新节点的坍缩代价的步骤,包括:根据所述待优化边两端的节点的Q矩阵计算得到待优化边的Q矩阵;根据所述待优化边的Q矩阵、待优化边的长度以及新节点的位置坐标,得到所述待优化边坍缩到所述新节点的坍缩代价;所述待优化边坍缩到所述新节点的坍缩代价为: ;其中, 为待优化边 坍缩到新节点的坍缩代价, 为新节点的扩展坐标 , 为新节点的三维坐标, 为待优化边的长度, 为节点 的Q矩阵, 为节点 的Q矩阵。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述节点的Q矩阵为: ;其中, 为节点 的Q矩阵, 为与节点 相连的所有网格面对应的平面集合, 表示三维空间中的平面 , , 。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述飞行器几何模型,对所述飞行器网格文件中各网格节点进行类型标记,得到固定节点和优化节点,根据网格边两端的节点类型,得到待优化边包括:根据所述飞行器几何模型,得到所述飞行器网格文件中各网格单元的网格单元状态;所述网格单元状态包括冻结状态、优化状态和默认状态;将冻结状态网格单元的节点标记为固定节点,将优化状态网格单元中未标记为固定节点的节点标记为优化节点;遍历每一网格边,若当前网格边两端的两个节点都是优化节点或者一个是优化节点另一个不是固定节点,则当前网格边为待优化边,将待优化边加入待优化列表。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,得到所述堆顶边坍缩后相邻网格单元的平均质量的步骤,包括:根据网格单元类型的横纵比计算所述飞行器网格文件中各网格单元的单元质量;所述网格单元类型包括三角形、四边形和四面体;根据所述堆顶边坍缩后相邻网格单元的单元质量,得到所述堆顶边坍缩后相邻网格单元的平均质量。
5.根据权利要求1或4所述的方法,其特征在于,所述根据坍缩后生成的新网格单元更新所述堆数据结构包括:计算所述新网格单元的质量并更新当前最差单元质量;将新节点标记为优化节点,计算新边的坍缩代价以及新节点位置,对应更新堆数据结构。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:若所述堆顶边坍缩后相邻网格单元的平均质量小于坍缩前的平均质量,以及坍缩后会引起局部相交,则删除堆顶边,并更新堆数据结构。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:若性能指标未达到设计要求则由设计人员对飞行器的几何形状重新进行模型调整并进行性能指标评估,直至性能指标达到设计要求输出设计方案。
8.一种基于边坍缩网格优化的飞行器仿真驱动设计装置,其特征在于,所述装置包括:网格文件生成模块,用于获取预先设计的飞行器几何模型,根据所述飞行器几何模型生成对应的飞行器网格文件;待优化边获取模块,用于根据所述飞行器几何模型,对所述飞行器网格文件中各网格节点进行类型标记,得到固定节点和优化节点,根据网格边两端的节点类型,得到待优化边;数据结构生成模块,用于最小化预先构建的所述待优化边坍缩到新节点的坍缩代价,得到所述待优化边的坍缩代价和坍缩后的新节点,将所述待优化边的坍缩代价存储在堆数据结构;所述堆数据结构的堆顶边是坍缩代价最小的待优化边;网格优化模块,用于若所述堆顶边坍缩后相邻网格单元的平均质量不小于坍缩前的平均质量,以及坍缩后不会引起局部相交,则将所述堆顶边进行坍缩,更新所述堆数据结构,迭代取出堆顶边并进行坍缩判断,直到当前最差单元质量不小于预设的最差质量阈值时,停止迭代,得到优化后的飞行器网格文件;数值仿真模块,用于利用CFD 数值仿真软件对所述优化后的飞行器网格文件进行计算,得到飞行器的多个性能指标;所述性能指标包括飞行器升力系数和飞行器阻力系数;结果输出模块,用于根据预先设置的飞行器设计要求对所述飞行器的多个性能指标进行评估,若性能指标达到设计要求则输出设计方案;数据结构生成模块,还用于根据所述待优化边两端的节点的Q矩阵计算得到待优化边的Q矩阵;根据所述待优化边的Q矩阵、待优化边的长度以及新节点的位置坐标,得到所述待优化边坍缩到所述新节点的坍缩代价;数据结构生成模块,还用于所述待优化边坍缩到所述新节点的坍缩代价为: ;其中, 为待优化边 坍缩到新节点的坍缩代价, 为新节点的扩展坐标 , 为新节点的三维坐标, 为待优化边的长度, 为节点 的Q矩阵, 为节点 的Q矩阵。