[發(fā)明專利]一種飛機外掛氣動載荷計算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510830276.7
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105426617A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宗寧;趙卓林;裴志剛;鄧立東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司沈陽飛機設(shè)計研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京航信高科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 周良玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛機載荷設(shè)計領(lǐng)域，特別是涉及一種飛機外掛氣動載荷計算方法。

背景技術(shù)

飛機飛行載荷是指飛機在飛行過程中，作用在飛機各部位上的氣動力、彈性力和慣性力的總稱。飛機的飛行載荷設(shè)計與安全性、可靠性和經(jīng)濟性密切相關(guān)。飛行載荷設(shè)計得準(zhǔn)確，不僅能減小結(jié)構(gòu)重量，滿足可靠性和安全性要求，還能提高經(jīng)濟性。飛行載荷設(shè)計是涉及空氣動力學(xué)、飛行力學(xué)、重量、氣動彈性、結(jié)構(gòu)強度等學(xué)科的多學(xué)科綜合研究項目，它的確定比較復(fù)雜，需要通過理論計算、載荷實測等方法決定。正確地確定飛機飛行載荷是飛機設(shè)計的重要內(nèi)容，是由總體、氣動設(shè)計轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)強度設(shè)計的橋梁，是結(jié)構(gòu)設(shè)計、強度校核的依據(jù)，十分重要。

飛機上的外掛物種類繁多，有導(dǎo)彈、炸彈、吊艙、副油箱、火箭發(fā)射器、甚至無人機等，外形復(fù)雜、掛載方案多樣。不同飛行條件下，飛機、掛架、外掛物及附件之間強烈的流動干擾導(dǎo)致外掛物和附件的受載情況尤為復(fù)雜，使得多種類復(fù)雜外形飛機外掛物氣動載荷設(shè)計的技術(shù)難度大、計算周期長。

但是，目前現(xiàn)有的風(fēng)洞條件無法滿足復(fù)雜外形飛機外掛物載荷的分析；用傳統(tǒng)的CFD手段計算飛機外掛物的載荷，需要重復(fù)構(gòu)建的十幾套網(wǎng)格，且計算精度低，無法模擬外掛物之間的強干擾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種飛機外掛氣動載荷計算方法，能夠?qū)?fù)雜的外形飛機外掛物載荷進行計算。

一種飛機外掛氣動載荷計算方法，包括如下步驟：

步驟一、獲取飛機全機的背景網(wǎng)格信息；

步驟二、獲取所述飛機上外掛的預(yù)定目標(biāo)的嵌套網(wǎng)格信息；

步驟三、搜尋所述全機的背景網(wǎng)格信息，當(dāng)搜尋到與所述預(yù)定目標(biāo)的嵌套網(wǎng)格信息一致的背景網(wǎng)格信息時，將所述全機的背景網(wǎng)格信息傳播到所述預(yù)定目標(biāo)的嵌套網(wǎng)格中；

步驟四、將所述飛機的全機背景網(wǎng)格中與所述嵌套網(wǎng)格重疊的部分挖空，并用所述嵌套網(wǎng)格部分來代替；

步驟五、將所述背景網(wǎng)格信息通過插值方法傳遞到所述嵌套網(wǎng)格的邊界中；

步驟六、進行CFD計算，并通過積分得到所述預(yù)定目標(biāo)的氣動載荷。

優(yōu)選的，在所述步驟三中，是通過交替數(shù)字樹方法進行網(wǎng)格搜尋。

優(yōu)選的，在所述步驟五中，是通過三次線性插值法進行插值，且在插值過程中，保留至少五層緩沖層。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明的飛機外掛氣動載荷計算方法中，通過CFD網(wǎng)格嵌套技術(shù)解決多種類、復(fù)雜外形飛機外掛物的流動耦合計算問題，使得僅用一套網(wǎng)格便可以對不同掛載狀態(tài)的飛機外掛物的載荷進行估算，操縱步驟簡單，計算精度更高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明飛機外掛氣動載荷計算方法中預(yù)定目標(biāo)與嵌套網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細(xì)說明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。

下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明飛機外掛氣動載荷計算方法做進一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供了一種飛機外掛氣動載荷計算方法，包括如下步驟：

步驟一、獲取飛機全機的背景網(wǎng)格信息，背景網(wǎng)格信息中包括中心坐標(biāo)、邊框坐標(biāo)等。并且，通常在飛機上的掛點數(shù)量和位置是都固定的。

步驟二、獲取飛機上外掛的預(yù)定目標(biāo)的嵌套網(wǎng)格信息(同樣包括中心坐標(biāo)、邊框坐標(biāo)等)；其中，預(yù)定目標(biāo)是根據(jù)實際需要測試的目標(biāo)而定，例如可以是外掛油箱。另外，如圖1所示，其中，嵌套網(wǎng)格1的面積通常要比預(yù)定目標(biāo)2實際面積大，確保完全包裹預(yù)定目標(biāo)；預(yù)定目標(biāo)2位于飛機的其中一個機翼3的底部。