[發明專利]一種面向氣動載荷的分析方法

有效

• 申請號: 201410535096.1
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN105512352B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 陳利麗;李權;袁萃;郭曉娟;汪發亮
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明提供了一種面向氣動載荷的分析方法，其特征在于，包括以下步驟：1)根據計算模型劃分氣動計算網格，進行流場數值計算，獲得氣動計算網格點上的壓力系數Cp值；2)根據載荷的給定要求對各部件進行網格劃分，形成載荷插值網格；3)選擇氣動計算所使用軟件，自動讀入氣動計算網格的網格點和壓力分布數據；4)根據氣動計算網格的網格點上壓力分布數據對載荷插值網格的網格點上壓力系數Cp值進行數據插值。

技術領域：

本發明設計航空氣動力設計實驗領域。

背景技術：

在型號任務研制中，需要大批量向載荷專業發送氣動載荷數據。目前對載荷的插值分析缺乏高精度的方法。傳統方法采用四叉樹、八叉樹等算法，通過尋找離載荷插值網格目標點距離最近的若干氣動計算網格上的邊界點來進行加權平均。此種方法的缺點是插值精度低，當氣動計算網格長細比過大并且流動變化劇烈時，不能精確捕捉到連續的壓力系數Cp分布，給計算帶來較大的誤差。根據氣動計算網格計算得到的等壓力系數Cp線如圖1所示，采用傳統方法進行插值計算時，會出現計算結果如圖2所示，由圖示可見，誤差比較大。

發明內容

本發明的任務和目的就是，提供一種面向氣動載荷的分析方法。

氣動計算網格和載荷插值網格的定義

氣動計算網格：根據氣動計算軟件的要求，用于計算飛機模型的壓力系數Cp分布而劃分的網格；

載荷插值網格：由于載荷專業通常需要給定位置分布的壓力系數Cp，根據載荷給定的位置要求而劃分的網格；

面元：對于四邊形計算網格來說，由四個頂點組成的一個網格單元定義為面元。

本發明提供了一種面向氣動載荷的分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)根據計算模型劃分氣動計算網格，進行流場數值計算，獲得氣動計算網格點上的壓力系數Cp值；

2)根據載荷的給定要求對各部件進行網格劃分，形成載荷插值網格；

3)選擇氣動計算所使用軟件，自動讀入氣動計算網格的網格點和壓力分布數據；

4)根據氣動計算網格的網格點上壓力分布數據對載荷插值網格的網格點上壓力系數Cp值進行數據插值：

a)采用基于局部加密的方法：對載荷插值網格的網格點上每一個目標插值點，搜索其在氣動計算網格中距離最小點所在面元的邊界點，并記錄最小距離R1，利用所在氣動計算網格的面元邊界點的Cp值進行局部加密，其中加密后產生的面元網格的邊界點用相連面元邊界點的距離加權平均計算得到；

b)計算加密后產生的面元網格的邊界點與目標插值點的最小距離R2，當R2小于設定的容差R時，將距離R2所在的面元網格點的Cp值賦給目標插值點；

c)如果R2等于設定的容差R，則進行判斷：如果R2小于上一輪距離最小值R1，則說明目標插值點在當前面元內，將當前面元進行進一步加密，直到距離最小值R2小于設定的容差R為止；如果R2等于上一輪最小距離值R1，則說明目標插值點不在當前面元內，那么退回到次小距離點所在面元，進行局部加密，重復第b)步的過程，直至當R2小于設定的容差R為止。

本發明提出的載荷數據分析技術，采用基于局部網格加密的方法，對每一個目標插值點，搜索其在源網格中所在面元，利用面元所在的頂點的Cp值，對面元進行局部加密，計算加密后面元網格點與目標插值點的距離，進行二次搜索插值。該方法突破了傳統方法對氣動網格長細比和流動變化程度敏感的缺點，提高了載荷計算的精度。同時，減少了人工干預，提高了工作效率，縮短飛機設計周期，對飛機設計流程具有一定實用意義。

附圖說明

圖1為氣動計算網格等壓力系數Cp線計算結果示意圖；