[發明專利]一種飛行試驗轉捩判斷方法

有效

• 申請號: 201911043334.6
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN111090907B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 張青青;陳智;張亮;潘宏祿;艾邦成
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/28;G06F30/23;G06F119/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種飛行試驗轉捩判斷方法，其特征在于，步驟如下：

(1)通過飛行試驗，實測飛行器壁面不同測點處溫度數據，根據實測的溫度數據，確定凈熱流以及凈熱流隨時間的演化曲線；

(2)根據上述飛行試驗實際飛行情況重構飛行器彈道，在該彈道上選取一系列狀態點，采用數值方法，得到層流狀態下各狀態點壁面熱流分布，進而確定飛行器試驗中各測點位置的計算熱流；

(3)根據步驟(1)(2)的結果計算每個測點的無量綱熱流φ，φ≥2時，判斷該測點處于轉捩或湍流狀態，否則處于層流狀態；

所述的無量綱熱流φ通過以下任一方式確定：

1)、首先，將步驟(1)中確定的凈熱流轉換至壁面溫度為T時的熱流所述的T與步驟(2)中計算熱流時的壁面溫度相同；

然后，利用公式計算無量綱熱流；

其中，為步驟(2)中計算的熱流；

2)、首先，將步驟(2)中計算的熱流轉換為各測點的凈熱流轉換過程中使用的壁面溫度采用飛行試驗中實測的溫度數據；

然后，利用公式計算無量綱熱流；

其中，為步驟(1)中的凈熱流。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(2)中的狀態點要求能夠反映重構彈道的重要特征，包括彈道頂點、攻角突變前后、側滑角突變前后，以及其它會引起熱流突變的狀態點。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：在步驟(3)中根據得到無量綱熱流φ結合對應測點的位置，生成φ的云圖，顯示轉捩陣面隨著狀態點的變化過程。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：根據每個時刻各個測點的無量綱熱流φ，用橫坐標表示時間，縱坐標表示各測點，生成φ的二維表格，將φ≥2的單元格突出顯示，顯示轉捩的時空變化。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(2)中的數值方法采用有限體積法求解三維可壓縮雷諾平均Navier-Stokes方程，空間離散選擇AUSM+格式并使用Minmod限制器，時間推進選擇無條件穩定的LU-SGS方法。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：在步驟(3)之后執行如下步驟：

首先，根據步驟(3)的判斷結果，確定轉捩位置；

然后，根據數值計算中確定的每個時刻、各個測點位置的基于動量損失厚度的雷諾數Re_θ和邊界層外緣馬赫數Ma_e，得到轉捩位置與Re_θ和Ma_e的關系，將該關系作為轉捩準則。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：通過熱流辨識方法，得到測點的凈熱流隨時間的演化曲線。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(2)中由壁面熱流分布確定測點位置的計算熱流，通過Tecplot軟件的數據插值功能而獲得，進一步采用Python進行批處理，快速得到測點位置在系列狀態點下的計算熱流。