[發(fā)明專利]一種流線追蹤軸對稱曲面錐流場的雙后掠乘波體設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010522540.1
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111688905B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 衛(wèi)鋒;賀旭照;賀元元;吳穎川;馬志成;丁國昊;張俊韜;秦思
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心
• 主分類號: B64C1/00
• 分類號: B64C1/00;B64F5/00;B64C30/00
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

1.一種流線追蹤軸對稱曲面錐流場的雙后掠乘波體設(shè)計方法，其特征在于，包括步驟：

S1、給定基本型線和參數(shù)，包括軸對稱曲面錐母線和對應(yīng)的軸對稱曲面錐激波曲線，所述軸對稱曲面錐激波曲線在其值域范圍內(nèi)連續(xù)且一階導(dǎo)數(shù)間斷，且對應(yīng)間斷點將軸對稱曲面錐激波曲線分為第一后掠激波曲線和第二后掠激波曲線；

S2、迭代法計算所述間斷點在第一后掠激波曲線一側(cè)的第一右行特征線和間斷點在第二后掠激波曲線一側(cè)的第二右行特征線，所述第一右行特征線和第二右行特征線將曲面錐流場分割為第一曲面錐流場、過渡區(qū)域流場和第二曲面錐流場；

S3、給定參數(shù)條件，獲取第一后掠激波曲線、第一曲面錐流場和對應(yīng)的軸對稱曲面錐母線的表達(dá)式；

所述對應(yīng)的軸對稱曲面錐母線為直線時，給定來流條件，軸對稱曲面錐半錐角，間斷點至圓錐頂點的軸向距離，利用龍根庫塔方法求解Taylor-Maccoll方程，獲取第一后掠激波曲線和第一曲面錐流場的表達(dá)式；

已知第一后掠激波曲線表達(dá)式時，給定來流條件，軸對稱曲面錐流場激波面半錐角，間斷點至圓錐頂點的軸向距離，利用有旋特征線理論中第一邊值問題的求解方法，獲取第一曲面錐流場和對應(yīng)的軸對稱曲面錐母線的表達(dá)式；

已知對應(yīng)的軸對稱曲面錐母線的表達(dá)式時，給定來流條件，軸對稱曲面錐半錐角，間斷點至圓錐頂點的軸向距離，利用Taylor-Maccoll方程和有旋特征線理論中關(guān)于激波邊界的求解方法，獲取第一后掠激波曲線和第一曲面錐流場的表達(dá)式；

S4、給定參數(shù)條件，利用特征線法獲取過渡區(qū)域流場的表達(dá)式；

S5、給定參數(shù)條件，利用特征線法獲取第二曲面錐流場的表達(dá)式：

已知第二曲面錐流場對應(yīng)的軸對稱曲面錐母線起始點和終止點分別與對稱中心軸的徑向距離，根據(jù)容積約束，采用B樣條曲線對該軸對稱曲面錐母線進(jìn)行參數(shù)化，并結(jié)合第二右行特征線，利用有旋特征線理論中關(guān)于激波邊界的求解方法，獲取第二曲面錐流場的表達(dá)式；

已知第二右行特征線和第二后掠激波曲線，利用有旋特征線理論中第一邊值問題的求解方法，獲取第二曲面錐流場的表達(dá)式；

S6、根據(jù)步驟S3、S4和S5，生成雙后掠軸對稱曲面錐流場；

S7、在雙后掠軸對稱曲面錐流場的后緣截面，根據(jù)雙后掠乘波體的寬度確定后緣激波型線，給定約束條件，獲取雙后掠乘波體前緣線沿軸向投影于后緣截面內(nèi)的投影曲線；

S8、所述投影曲線沿對稱中心軸軸向向前掃掠所形成的曲面與雙后掠軸對稱曲面錐流場的激波面相交，生成雙后掠乘波體前緣線；

S9、以雙后掠乘波體前緣線上的離散點簇為起點，在雙后掠軸對稱曲面錐流場內(nèi)進(jìn)行順向流線追蹤得到以所述離散點簇為起點的流線簇，形成雙后掠乘波體乘波面，并獲取雙后掠乘波體自由流面和雙后掠乘波體后緣截面，完成乘波體設(shè)計。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流線追蹤軸對稱曲面錐流場的雙后掠乘波體設(shè)計方法，其特征在于，所述來流條件包括來流馬赫數(shù)、靜壓、靜溫。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流線追蹤軸對稱曲面錐流場的雙后掠乘波體設(shè)計方法，其特征在于，所述步驟S7中，約束條件為后緣激波型線上任意一點與后緣激波型線所在圓的圓心之間的連線，與投影曲線有且僅有一個交點一一對應(yīng)。