[發明專利]一種復雜外形的高超聲速邊界層轉捩判定方法

有效

• 申請號: 201711116280.2
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107832530B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 紀鋒;沙心國;湯繼斌;羅金玲;解少飛;沈清
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;G06F111/10;G06F119/08;G06F113/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種復雜外形的高超聲速邊界層轉捩判定方法，其特征在于步驟如下：

（1）基于風洞來流條件和模型縮比，利用數值模擬初步計算復雜外形測試面的轉捩形狀和位置；

（2）根據步驟（1）中計算的復雜外形測試面的轉捩形狀和位置結合飛行器的外形，沿流向陣列式布置薄膜電阻溫度計，其中陣列式布置包含平行流向的母線數量及每條母線上的薄膜電阻溫度計位置即測點和數量；

（3）開展風洞測熱實驗，取得測試面上不同母線的熱流分布；

（4）基于風洞來流條件，計算全層流和全湍流兩種條件下測試面上不同母線的熱流分布；

（5）針對每條母線分別按照下述處理確定每條母線的轉捩位置：

將步驟（3）中得到某一條母線的熱流分布首先與步驟（4）中全層流條件下對應母線的熱流分布沿流向進行比對，當該母線上第一次出現某一測點的比對差異超出預設的范圍時，則該測點為該條母線轉捩起始位置；

從上述確定的轉捩起始位置開始，將該條母線步驟（3）中得到的熱流分布與全湍流條件下的熱流分布沿流向進行比對，當該母線上第一次出現某一測點的比對差異進入預設的范圍時，則該測點為該條母線轉捩終止位置；

（6）根據步驟（5）中確定的每條母線上的轉捩起始位置和或轉捩終止位置，將每個轉捩起始位置和或終止位置連線，并做平滑處理，最終獲得復雜外形的轉捩形狀線和位置。

2.一種復雜外形的高超聲速邊界層轉捩判定方法，其特征在于步驟如下：

（1）基于風洞來流條件和模型縮比，利用數值模擬初步計算復雜外形測試面的轉捩形狀和位置；

（2）根據步驟（1）中計算的復雜外形測試面的轉捩形狀和位置結合飛行器的外形，沿流向陣列式布置薄膜電阻溫度計，其中陣列式布置包含平行流向的母線數量及每條母線上的薄膜電阻溫度計位置即測點和數量；

（3）開展風洞測熱實驗，取得測試面上每個測點的熱流時間序列信號；

（4）基于風洞來流條件，計算全層流和全湍流兩種條件下測試面上每個測點的熱流時間序列信號；

（5）針對每條母線分別按照下述處理確定每條母線的轉捩位置：

將步驟（3）中得到某一條母線的每一個測點的熱流時間序列信號記為曲線A、步驟（4）中全層流條件下對應母線上對應測點的熱流時間序列信號記為曲線B并為曲線B設置誤差帶；步驟（4）中全湍流條件下對應母線上對應測點的熱流時間序列信號記為曲線C并為曲線C設置誤差帶；

沿流向將曲線A與曲線B進行比對，當第一次出現曲線A落入曲線B誤差帶的比例小于預設的值時，該曲線A對應的測點即為該條母線的轉捩起始位置；

沿流向將曲線A與曲線C進行比對，當第一次出現曲線A落入曲線C誤差帶的比例大于預設的值時，該曲線A對應的測點即為該條母線的轉捩終止位置；

（6）根據步驟（5）中確定的每條母線上的轉捩起始位置和或轉捩終止位置，將每個轉捩起始位置和或終止位置連線，并做平滑處理，最終獲得復雜外形的轉捩形狀線和位置。

3.一種復雜外形的高超聲速邊界層轉捩判定方法，其特征在于：

首先分別利用權利要求1和2得到兩組結果，利用兩組結果對每條母線的轉捩位置進行驗證，當某一母線的結果不一致時，對該條母線重復權利要求1或2的內容進行重新驗證或者選擇權利要求1的結果作為最終結果。

4.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：相鄰母線沿展向間距不小于10mm。

5.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：每條母線上的測點位置至少包括步驟（1）中確定的轉捩起始點、轉捩終止點、展向轉捩線偏折點、轉捩起始點上游位置、轉捩終止點下游位置。

6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：步驟（4）中的風洞來流條件為步驟（3）中風洞測熱實驗確定的風洞來流條件。

7.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：步驟（1）中的風洞來流條件為風洞實驗前預估的風洞來流條件。