[發明專利]一種用于風洞試驗的冰形參數化方法

有效

• 申請號: 202110487645.2
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN112985753B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 錢煒祺;張顯才;何磊;周宇;邵元培
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心計算空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

1.用于風洞試驗的冰形參數化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.確定冰形特征點；在結冰風洞開展機翼結冰風洞試驗，獲得翼型結冰冰型，將實體結冰冰型轉換為直角坐標系中的冰形曲線，并在冰形曲線上確定如下特征點：下極限點a、下冰角點b、駐點c、上冰角點d、上極限點e、以及下冰角點b在翼面上投影點b'、駐點c在翼面上投影點c'和上冰角點d在翼面上投影點d'；

S2.獲取冰形量化參數；對步驟S1的特征點進行量化，獲取個如下7個冰形量化參數：上冰角高度h₁、駐點厚度h₂、下冰角高度h₃、下極限點a到上極限點e的翼面弧長s、下極限點a到上冰角點d在翼面上投影點d'的翼面弧長s₁、下極限點a到駐點c在翼面上投影點c'的翼面弧長s₂和下極限點a到下冰角點在翼面上投影點b'的翼面弧長s₃；用s_i表示各翼面弧長，i=1為下極限點a到上冰角點d在翼面上投影點d'的翼面弧長s₁，i=2為下極限點a到駐點c在翼面上投影點c'的翼面弧長s₂，i=3為下極限點a到下冰角點在翼面上投影點b'的翼面弧長s₃；

S3.進行特征點的局部坐標系坐標轉換；以各特征點到下極限點a的翼面弧長為橫坐標，以各特征點到翼面的法向距離為縱坐標，構建局部坐標系，將直角坐標系中的下極限點a、下冰角點b、駐點c、上冰角點d、上極限點e分別轉換成局部坐標系的下極限點坐標轉換點A、下冰角點坐標轉換點B、駐點坐標轉換點C、上冰角點坐標轉換點D、上極限點坐標轉換點E；

S31.設置下極限點a橫坐標為m，下極限點a到翼面法向距離為0，則局部坐標系中，下極限點坐標轉換點A的坐標為（m, 0）；設置上極限點e的橫坐標為n，上極限點e到翼面法向距離為0，則局部坐標系中，上極限點坐標轉換點E的坐標為（n, 0）；

S32.將上冰角點d轉換到局部坐標系；利用下極限點a到上極限點e的翼面弧長s、下極限點a到上冰角點d在翼面上投影點d'的翼面弧長s₁和上冰角高度h₁，按照公式（1）計算，當i =1時，計算出轉換后的上冰角點坐標轉換點D的橫坐標，由于上冰角點d到翼面的法向距離為上冰角高度h₁，則局部坐標系中，上冰角點坐標轉換點D的坐標為；

S33.將駐點c轉換到局部坐標系；利用下極限點a到上極限點e的翼面弧長s、下極限點a到駐點c在翼面上投影點c'的翼面弧長s₂和駐點厚度h₂，按照公式（1）計算，當i =2時，計算出轉換后駐點坐標轉換點E的橫坐標，根據駐點c到翼面的法向距離為駐點厚度h₂，則局部坐標系中，駐點坐標轉換點C的坐標為；

S34.將下冰角點b轉換到局部坐標系；利用下極限點a到上極限點e的翼面弧長s、下極限點a到下冰角點在翼面上投影點b'的翼面弧長s₃和下冰角高度h₃，按照公式（1），當i =3時，計算出轉換后下冰角點b的橫坐標，根據下冰角點b到翼面的法向距離為下冰角高度h₃，則局部坐標系中下冰角點坐標轉換點B的坐標為；

S4.基于局部坐標系進行冰形參數化；在步驟S3確定的局部坐標系中，按照下極限點坐標轉換點A、下冰角點坐標轉換點B、駐點坐標轉換點C、上冰角點坐標轉換點D、上極限點坐標轉換點E的順序進行分段，對相鄰點之間的曲線進行分段擬合，得到參數化冰形曲線，再結合下冰角點位置及各段的參數翼面弧長重建出冰形。