[發明專利]一種適用于埋入式進氣道布局的飛行器參數化方法

有效

• 申請號: 201810535707.0
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108804791B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 雷銳午;許丹陽;白俊強
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;B64F5/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種適用于埋入式進氣道布局的飛行器參數化方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：建立機體外形曲面和進氣道外形曲面，并分別圍繞機體外形曲面和進氣道外形曲面建立控制框；所述控制框由三維控制頂點構成；獲取兩個控制框中三維控制頂點的全局坐標，以及機體外形曲面和進氣道外形曲面中各個網格點的全局坐標；

步驟2：將機體外形曲面嵌入到機體控制框中，根據步驟1中獲得的機體控制框上的三維頂點與機體外形曲面上網格點的全局坐標，利用以下數學映射關系，獲得機體外形曲面上網格點在機體控制框下的局部坐標：

其中：x₁(s,t,u)為機體外形曲面上網格點的全局坐標，(s,t,u)為機體外形曲面上網格點的局部坐標，P_i,j,k表示機體控制框中編號為(i,j,k)的控制頂點的全局坐標，分別為l₁,m₁,n₁次Bernstein基函數，l₁+1為機體控制框在全局坐標系下i方向的控制頂點個數，m₁+1為機體控制框在全局坐標系下j方向的控制頂點個數，n₁+1為機體控制框在全局坐標系下k方向的控制頂點個數；

步驟3：將進氣道外形曲面嵌入到進氣道控制框中，根據步驟1中獲得的進氣道控制框上的三維頂點與進氣道外形曲面上網格點的全局坐標，利用以下數學映射關系，獲得進氣道外形曲面上網格點在進氣道控制框下的局部坐標：

其中：x₂(s′,t′,u′)為進氣道外形曲面上網格點的全局坐標，(s′,t′,u′)為進氣道外形曲面上網格點的局部坐標，P′_i,j,k表示進氣道控制框中編號為(i,j,k)的控制頂點的全局坐標，分別為l₂,m₂,n₂次Bernstein基函數，l₂+1為進氣道控制框在全局坐標系下i方向的控制頂點個數，m₂+1為進氣道控制框在全局坐標系下j方向的控制頂點個數，n₂+1為進氣道控制框在全局坐標系下k方向的控制頂點個數；

步驟4：將進氣道控制框嵌入到機體控制框中，形成嵌套的飛行器控制體；并根據步驟1中獲得的進氣道控制框三維頂點與機體控制框三維頂點的全局坐標，利用以下數學映射關系，獲得進氣道控制框三維頂點在機體控制框下的局部坐標：

其中，P′(s″,t″,u″)為進氣道控制框三維頂點的全局坐標，(s″,t″,u″)為進氣道控制框三維頂點的局部坐標；

步驟5：對嵌套的飛行器控制體中的若干控制點進行擾動，所述控制點指嵌套的飛行器控制體中進氣道控制框三維頂點和/或機體控制框三維頂點；根據擾動量，通過以下公式計算得到擾動之后的飛行器機體和進氣道的外形曲面中網格點的全局坐標，形成擾動后的飛行器機體和進氣道外形曲面：

其中x′₁(s,t,u)為擾動之后的機體外形曲面中網格點的全局坐標，ΔP_i,j,k為機體控制框中編號為(i,j,k)的控制頂點的全局坐標擾動量；P″(s″,t″,u″)為擾動之后的進氣道控制框三維頂點的全局坐標；x′₂(s′,t′,u′)為擾動之后的進氣道外形曲面中網格點的全局坐標，ΔP′_i,j,k為進氣道控制框中編號為(i,j,k)的控制頂點的全局坐標擾動量。

2.根據權利要求1所述一種適用于埋入式進氣道布局的飛行器參數化方法，其特征在于：在步驟4之后，采用以下過程對選取的控制框進行校核，校核完成后再進行步驟5：

根據步驟2得到的機體外形曲面上網格點在機體控制框下的局部坐標，重構機體外形曲面，并將重構的機體外形曲面與步驟1中的機體外形曲面進行對比計算，若對比誤差超過設定閾值，則放大機體控制框，返回步驟2重新計算機體外形曲面上網格點在機體控制框下的局部坐標；根據步驟3得到的進氣道外形曲面上網格點在進氣道控制框下的局部坐標，重構進氣道外形曲面，并將重構的進氣道外形曲面與步驟1中的進氣道外形曲面進行對比計算，若對比誤差超過設定閾值，則放大進氣道控制框，返回步驟3重新計算進氣道外形曲面上網格點在進氣道控制框下的局部坐標。

3.根據權利要求1或2所述一種適用于埋入式進氣道布局的飛行器參數化方法，其特征在于：步驟2和步驟3中采用空間直接搜索-Newton混合算法進行局部坐標求解。