[發明專利]一種用于升力體迎風面自由變形的參數化方法和裝置

在審

• 申請號: 202110116444.1
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112464388A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 豐志偉;張斌;黃浩;楊濤;張青斌;葛建全;張國斌;吳昊
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;G06F30/28;G06F111/04;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本申請涉及一種用于升力體迎風面自由變形的參數化方法、裝置、計算機設備和存儲介質。所述方法包括：通過提取升力體的模型的迎風面與縱對稱面的交線為第一控制邊界，提取迎風面與前緣的交線為第二控制邊界，根據控制邊界在升力體模型全局坐標系oxz平面的投影得到二維控制框，并在其中均勻布置網格得到多個控制點，計算迎風面網格點和控制點在局部坐標系的局部坐標，構建網格點與控制點之間的映射關系，設置控制點沿方向的變形量，得到網格點沿y方向的坐標變化量，對待變形部分進行變形；判斷變形后的網格點坐標是否滿足載荷幾何約束并調整，直到變形后的網格點坐標滿足載荷幾何約束，對模型另一半進行對稱變形，完成迎風面網格變形。

技術領域

本申請涉及工程設計技術領域，特別是涉及一種用于升力體迎風面自由變形的參數化方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

背景技術

高超聲速滑翔飛行器具有飛行速度快、機動性強等優勢，是未來飛行器重要發展方向之一。升力體是這類飛行器常用的氣動布局形式。升力體布局的性能對高超聲速滑翔飛行器的航程和機動性都有重要的影響。

傳統的升力體布局設計方法主要有兩種：（1）基于乘波思想設計迎風面型面，在基于工程約束設計背風面型面；（2）基于模型法生產飛行器的多個橫截面，再形成飛行器表面。隨著對滑翔飛行器性能要求的不斷提高，前者在滿足飛行熱環境方面存在困難，后者在精細化設計方面面臨挑戰。就要求升力體的參數化方法不僅具有良好的工程約束適應性，還要能夠實現表面的精細化控制。

針對升力體迎風面的參數化方法需要滿足前緣半徑和載荷裝填等工程約束，并能以較高的精度擬合迎風面外形。但現有的自由變形（FFD）方法通常需要建立變形部件所有模型節點與控制體控制點之間的映射關系，運算過程中需要對大量的點進行映射和反向映射，存在計算量較大，變形效率低的問題。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠降低計算量的、提高變形效率的用于升力體迎風面自由變形的參數化方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

一種用于升力體迎風面自由變形的參數化方法，所述方法包括：

建立升力體的升力體模型的全局坐標系，確定升力體迎風面待變形部分網格；所述全局坐標系的原點位于升力體頭部，ox軸在縱對稱面內指向升力體尾部，oy軸在縱對稱面內指向升力體上部，oz軸構成右手坐標系；所述迎風面待變形部分為z軸正方向的一半迎風面；

提取所述迎風面與縱對稱面的交線為第一控制邊界，提取所述升力體的外輪廓線為第二控制邊界；所述外輪廓線為形成所述升力體模型俯視圖外輪廓線的迎風面部分的連線；

根據所述第一控制邊界和所述第二控制邊界在oxz平面的投影得到二維控制框，通過在所述二維控制框中均勻布置網格得到多個控制點；

根據所述迎風面待變形部分網格的網格點的全局坐標計算所述網格點的局部坐標，根據所述控制點的全局坐標得到所述控制點的局部坐標，根據所述網格點的局部坐標和所述控制點的局部坐標，構建所述網格點與所述控制點之間的映射關系；所述局部坐標系的方向分別與全局坐標系的方向重合；

通過設置所述控制點沿方向的變形量，得到所述網格點沿y方向的坐標變化量，根據所述坐標變化量得到變形后的網格點坐標；其中方向上局部坐標為1的所述控制點沿方向的變形量為0；

將所述變形后的網格點坐標與預先設置的載荷幾何約束進行比較，當不滿足所述載荷幾何約束時，根據牛頓迭代法調整所述控制點沿方向的變形量，直到所述變形后的網格點坐標滿足所述載荷幾何約束，對z軸負方向的另一半迎風面進行對稱變形，完成迎風面網格變形。

在其中一個實施例中，還包括：根據x坐標將迎風面分成若干區域；