一种流场预测方法及系统

1.一种流场预测方法，其特征在于，包括：利用前处理软件对流场建立网格，确定每个网格单元的壁面距离和法向量；判断所述流场是否为湍流场；若是，则建立流场外形壁面的笛卡尔三维直角坐标系，确定平行于笛卡尔三维直角坐标系三个坐标面的流场外形网格单元的数量，其中，流场外形网格单元表示包含流场外形的网格单元，判断每一坐标面流场外形网格单元的数量是否大于等于预设值；若三个坐标面的流场外形网格单元的数量，均小于预设值，则计算网格单元与每一个流场外形网格单元的距离，选取其中距离最小值作为该网格单元相对于所述流场外形的壁面距离；根据该网格单元与所述流场外形的壁面的交点，得到该网格单元相对于所述流场外形在所述交点的法向量；遍历循环所述流场中建立的每一个网格单元，得到每个网格单元的壁面距离和法向量;基于流场外形，预先设置一定工况，并利用CFD软件迭代计算至收敛，得到相应工况下的流场变量；若所述流场为湍流场；则基于该湍流场外形预先设置一定工况，利用CFD软件迭代计算至收敛，得到相应工况下的流场密度、速度、压力、温度和湍流系数;若所述流场为非湍流场；则判断针对所述流场建立的网格是否为结构网格；若是，则将结构网格的拓扑关系转换为非结构网格的拓扑关系；采用非结构壁面距离的计算方法计算每一个非结构网格单元相对于流场外形的壁面距离；根据非结构网格单元与所述流场外形的壁面的交点，得到非结构网格单元相对于所述流场外形在所述交点的法向量；将每一个非结构网格单元的壁面距离映射回所述结构网格中，得到所述结构网格中每一个结构网格单元相对于流场外形的壁面距离和法向量;将所述壁面距离、所述法向量以及目标物相对所述流场的攻角，作为预先构建的流场预测模型的输入，将所述流场变量作为流场预测模型的输出，对流场预测模型进行训练；利用训练后的流场预测模型对目标流场进行预测，得到目标流场变量。 2.根据权利要求1所述的流场预测方法，其特征在于，还包括：若三个坐标面中存在至少一个坐标面，与其平行的流场外形网格单元的数量大于等于预设值，则将其中数量最大值对应平行的坐标面作为目标坐标面，与所述目标坐标面垂直的坐标轴作为目标坐标轴；将所述流场外形和网格单元，以所述目标坐标轴为基线，按照预设角度值进行旋转，建立旋转后的网格单元的搜索盒子，选取落入该搜索盒子内的流场外形网格单元；计算该网格单元与落入该搜索盒子内的流场外形网格单元，之间的距离，选取其中距离最小值作为该网格单元相对于所述流场外形的壁面距离；根据该网格单元与所述流场外形的壁面的交点，得到该网格单元相对于所述流场外形在所述交点的法向量；遍历循环所述流场中建立的每一个网格单元，得到每个网格单元的壁面距离和法向量。 3.根据权利要求1所述的流场预测方法，其特征在于，基于流场外形，预先设置一定工况，并利用CFD软件迭代计算至收敛，得到相应工况下的流场变量，包括：若所述流场为非湍流场；则基于该流场外形预先设置一定工况，利用CFD软件迭代计算至收敛，得到相应工况下的流场密度、速度、压力和温度。 4.根据权利要求1~3任一项所述的流场预测方法，其特征在于，还包括：对所述壁面距离进行归一化处理；归一化的计算式如下： ；其中： 表示壁面距离； 表示流场中的最大壁面距离； 表示流场中的最小壁面距离； 表示归一化后的壁面距离。 5.根据权利要求1~3任一项所述的流场预测方法，其特征在于，还包括：将所述目标流场变量作为CFD软件计算的初场，再次利用CFD软件迭代计算至收敛。 6.一种流场预测系统，其特征在于，包括：网格建立模块，利用前处理软件对流场建立网格；确定模块，用于确定每个网格单元的壁面距离和法向量；判断所述流场是否为湍流场；若是，则建立流场外形壁面的笛卡尔三维直角坐标系，确定平行于笛卡尔三维直角坐标系三个坐标面的流场外形网格单元的数量，其中，流场外形网格单元表示包含流场外形的网格单元，判断每一坐标面流场外形网格单元的数量是否大于等于预设值；若三个坐标面的流场外形网格单元的数量，均小于预设值，则计算网格单元与每一个流场外形网格单元的距离，选取其中距离最小值作为该网格单元相对于所述流场外形的壁面距离；根据该网格单元与所述流场外形的壁面的交点，得到该网格单元相对于所述流场外形在所述交点的法向量；遍历循环所述流场中建立的每一个网格单元，得到每个网格单元的壁面距离和法向量;CFD计算模块，基于流场外形，预先设置一定工况，并利用CFD软件迭代计算至收敛，得到相应工况下的流场变量；若所述流场为湍流场；则基于该湍流场外形预先设置一定工况，利用CFD软件迭代计算至收敛，得到相应工况下的流场密度、速度、压力、温度和湍流系数；若所述流场为非湍流场；则判断针对所述流场建立的网格是否为结构网格；若是，则将结构网格的拓扑关系转换为非结构网格的拓扑关系；采用非结构壁面距离的计算方法计算每一个非结构网格单元相对于流场外形的壁面距离；根据非结构网格单元与所述流场外形的壁面的交点，得到非结构网格单元相对于所述流场外形在所述交点的法向量；将每一个非结构网格单元的壁面距离映射回所述结构网格中，得到所述结构网格中每一个结构网格单元相对于流场外形的壁面距离和法向量;模型训练模块，用于将所述壁面距离、所述法向量以及目标物相对所述流场的攻角，作为预先构建的流场预测模型的输入，将所述流场变量作为流场预测模型的输出，对流场预测模型进行训练；流场预测模块，利用训练后的流场预测模型对目标流场进行预测，得到目标流场变量。 7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1~5任一项所述的一种流场预测方法的步骤。