[發(fā)明專利]一種反映降落傘結(jié)構(gòu)透氣性的氣動(dòng)性能預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910559401.3
• 申請(qǐng)日: 2019-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110334424B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余莉;聶舜臣;趙曉舜;龐昊裴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/28
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

本發(fā)明涉及一種反映降落傘結(jié)構(gòu)透氣性的氣動(dòng)性能預(yù)測(cè)方法，僅需在通用降落傘氣動(dòng)外形的基礎(chǔ)上，分塊建立傘衣結(jié)構(gòu)模型，織物透氣量及完全開(kāi)孔部位的結(jié)構(gòu)透氣量均用相對(duì)透氣率表示，基于多孔介質(zhì)理論將相對(duì)透氣率由透氣性系數(shù)表示。在此基礎(chǔ)上，建立透氣域流場(chǎng)模型，其透氣域厚度由射流理論確定。之后，通過(guò)對(duì)透氣域流場(chǎng)模型和一般域流場(chǎng)模型的數(shù)值計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)降落傘氣動(dòng)性能的預(yù)測(cè)。上述方法不僅可以方便地調(diào)節(jié)傘衣各部位的織物透氣性，更重要的是不需要對(duì)各類開(kāi)縫降落傘進(jìn)行重新建模，極大地提高了建模效率，對(duì)降落傘氣動(dòng)性能預(yù)測(cè)及優(yōu)化設(shè)計(jì)具有極其重要的意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種反映降落傘結(jié)構(gòu)透氣性的氣動(dòng)性能預(yù)測(cè)方法，屬于降落傘局部氣動(dòng)性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為提高穩(wěn)定性、降低開(kāi)傘動(dòng)載、提高操縱滑翔性能，降落傘上常開(kāi)有一定的結(jié)構(gòu)透氣孔。而降落傘的開(kāi)縫部位及開(kāi)縫方式多種多樣：有經(jīng)向開(kāi)縫、緯向開(kāi)縫、對(duì)稱開(kāi)縫與非對(duì)稱開(kāi)縫。結(jié)構(gòu)透氣孔對(duì)降落傘的氣動(dòng)性能(如阻力系數(shù)、穩(wěn)定性、開(kāi)傘性能)有較大的影響(甘和麟,榮偉.環(huán)帆傘可變參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)偏差的靈敏度分析[J].航天返回與遙感,2014,35(02):14-24)。目前對(duì)降落傘氣動(dòng)性能的理論預(yù)測(cè)主要是基于計(jì)算流體力學(xué)求解N-S方程來(lái)實(shí)現(xiàn)(McQuilling,M.W.and?Potvin?J.“CFD?Simulations?of?a?Double-AnnulusParachute?System?for?Cargo?Airdrops,Using?Inflated?Shapes?Informed?byPhotogrammetry”,23rd?AIAA?Aerodynamic?Decelerator?Systems?TechnologyConference?in?Daytona?Beach,the?American?Institute?ofAeronauticsandAstronautics,Virginia,AIAA2015-2169,pp.1-10)，上述方法沒(méi)有考慮織物的透氣性，存在極大的誤差。

為充分模擬傘衣織物材料的透氣性能，后來(lái)有學(xué)者分別采用多孔介質(zhì)跳躍模型(陳曉東,周云成,王德鵬.疊層織物透氣性的宏觀流體分析[J].毛紡科技,2016,44(05):5-8)、織物透氣域流場(chǎng)模型(Zheng?G.,Richard?D.Charles,and?Xiaolin?L.(2017).“Numerical?Modeling?ofFlow?Through?Porous?Fabric?Surface?in?ParachuteSimulation”,AIAA?Journal,Vol.55,No.2,pp.686-690)對(duì)含有織物透氣的降落傘開(kāi)展數(shù)值模擬，提高了氣動(dòng)性能分析的精度，但并沒(méi)有給出透氣域的確定方法。尤其值得說(shuō)明的是，上述方法僅僅是為了更為準(zhǔn)確地模擬傘衣的織物透氣性，對(duì)于傘衣結(jié)構(gòu)開(kāi)孔，必需建立真實(shí)開(kāi)孔狀態(tài)的傘衣模型。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果需要調(diào)整傘衣開(kāi)孔位置或開(kāi)孔面積，每做一次改變都需要重新建模，大大增加了建模工作量，降低了設(shè)計(jì)分析的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種反映降落傘結(jié)構(gòu)透氣性的氣動(dòng)性能預(yù)測(cè)方法，針對(duì)不同部位的開(kāi)孔傘衣，不需要重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模，能夠準(zhǔn)確考慮結(jié)構(gòu)透氣性和不同部位材料透氣性能，從而提高降落傘優(yōu)化設(shè)計(jì)的效率。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種反映降落傘結(jié)構(gòu)透氣性的氣動(dòng)性能預(yù)測(cè)方法，用于針對(duì)傘衣幅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分塊作為待預(yù)測(cè)對(duì)象，并建立計(jì)算模型進(jìn)行氣動(dòng)性能預(yù)測(cè)，包括如下步驟：

步驟A.根據(jù)相對(duì)透氣率獲得待預(yù)測(cè)對(duì)象織物透氣性能的粘性系數(shù)理論值a與慣性系數(shù)理論值b，然后進(jìn)入步驟B；

步驟B.根據(jù)待預(yù)測(cè)對(duì)象織物理論厚度δ與待預(yù)測(cè)對(duì)象織物預(yù)設(shè)實(shí)際厚度e的比值，獲得待預(yù)測(cè)對(duì)象織物理論實(shí)際比例k，然后進(jìn)入步驟C；

步驟C.根據(jù)待預(yù)測(cè)對(duì)象織物理論實(shí)際比例k，結(jié)合a、b值獲得待預(yù)測(cè)對(duì)象織物透氣性能粘性系數(shù)實(shí)際值a'和慣性系數(shù)實(shí)際值b'，然后進(jìn)入步驟D；