文章编号：0258-1825(2023)07-0093-09笛卡尔网格下精确高效的壁面距离计算方法孟爽1，2，周丹1，李雪亮2，毕林2，3，*(1.中南大学轨道交通安全教育部重点实验室，长沙410075；2.空气动力学国家重点实验室，绵阳621000；3.中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，绵阳621000)摘要：对于笛卡尔网格方法，壁面距离是采用虚拟单元法精确处理物面边界的重要参数，同时也是网格自适应后制约流动计算效率的关键因素之一。针对现有壁面距离计算方法结果不精确、效率不高的问题，引入三角形参数化方法，将空间点到三角形物面离散网格的最小距离问题转换为约束条件下一维极值问题，仅需通过符号判断和少量加减乘运算，即可确定最小距离，计算精度和效率大幅提高；发展嵌套包围盒概念的KDT（K-dimensionaltree）物面网格数据存储结构，优化KDT最近邻搜索算法中距物面较远数据点回溯过程，实现了最小距离对应的三角形的快速定位。运用球、导弹、DPW6等三维几何构型对上述方法考核验证结果表明，计算得到的壁面距离与解析值的误差在百万分之一以内，十亿量级网格规模下的单核计算效率接近已有文献中的并行计算效率。关键词：笛卡尔网格；壁面距离；计算效率；KDT；回溯方法中图分类号：V211.3文献标识码：Adoi：10.7638/kqdlxxb-2021.0359AccurateandefficientwalldistancecalculationmethodforCartesiangridsMENGShuang1，2，ZHOUDan1，LIXueliang2，BILin2，3，*(1.KeyLaboratoryofTrafficSafetyonTrack(CentralSouthUniversity),MinistryofEducation,Changsha410075,China；2.StateKeyLaboratoryofAerodynamics,Mianyang621000,China；3.ComputationalAerodynamicsInstituteofChinaAerodynamicsResearchandDevelopmentCenter,Mianyang621000,China)Abstract:ThewalldistanceofCartesiangridsisanessentialparameterfortheproperwalltreatmentusingghostcellsandisalsooneofthecriticalfactorsgoverningtheefficiencyoftheflowfieldsimulationaftermeshadaptation.Thispaperproposesatriangularparameterizationmethodthatconvertstheproblemofcomputingtheminimumdistancebetweenspatialpointsanddiscretizedtriangularmeshesonthesurfaceintoaconstrainedone-dimensionalextremumproblem.Thissimplificationonlyrequiressymbolicjudgmentsandasmallnumberofaddition,subtractionandmultiplicationoperationstoobtaintheminimaldistance,yieldingsign...
