[發明專利]一種飛行器高空氣動力曲線的獲得方法

有效

• 申請號: 202210011901.5
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN114492230B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 江定武;王沛;李錦;郭勇顏;萬釗;毛枚良
• 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: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/15;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 成都云縱知識產權代理事務所(普通合伙) 51316
• 代理人: 熊曦;陳婉鵑

1.一種飛行器高空氣動力曲線的獲得方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1：針對飛行器的尺寸和形狀，固定來流條件中的飛行馬赫數、飛行器攻角和飛行器側滑角，基于需要模擬的高度范圍和高度間隔計算得到計算狀態總數N_T，每個計算狀態均包括以下參數：飛行器高度、飛行馬赫數、飛行器攻角和飛行器側滑角；將計算狀態進行編號，獲得計算狀態的第一編號序列為：1,2,3，…，N_T；

步驟2：基于計算資源確定進行計算的計算狀態數N1；

步驟3：從所述第一編號序列中取出N1個編號對應的N1個計算狀態進行迭代求解，迭代求解的初始條件與來流條件一致，迭代求解收斂后得到N1個計算狀態對應的氣動力系數；

步驟4：對剩余未計算的計算狀態進行編碼，獲得計算狀態的第二編號序列為：1,2,3，…，N_{T_res}；N_{T_res}為N_T減去已完成計算的計算狀態數目后剩余的未計算的計算狀態數目；

步驟5：從所述第二編號序列中取出N1個編號對應的N1個計算狀態進行迭代求解，假設當前的計算狀態為計算狀態S1，在已完成計算的計算狀態中選取與所述計算狀態S1高度最接近的計算狀態記為計算狀態S2，讀出所述計算狀態S2收斂的流場結果作為所述計算狀態S1迭代求解的初始條件，迭代求解收斂后得到N1個計算狀態對應的氣動力系數；

步驟6：判斷是否有剩余未計算的計算狀態，若有則返回執行步驟4，若無則執行步驟7；

步驟7：將所有的計算狀態計算對應得到的得到氣動力系數進行匯總獲得匯總結果，基于所述匯總結果繪制不同高度的氣動力變化曲線圖。

2.根據權利要求1所述的飛行器高空氣動力曲線的獲得方法，其特征在于，所述計算狀態總數N_T的計算方式為：

其中，需要模擬的高度大于或等于H₁，且小于或等于H₂，高度間隔為ΔH。

3.根據權利要求1所述的飛行器高空氣動力曲線的獲得方法，其特征在于，本方法基于計算機集群分批次進行計算。

4.根據權利要求3所述的飛行器高空氣動力曲線的獲得方法，其特征在于，假定用于計算的計算機核數為A，每一個計算狀態需要采用B個計算機核進行并行計算，則所述N1的計算方式為：

其中，代表對向下取整。

5.根據權利要求1所述的飛行器高空氣動力曲線的獲得方法，其特征在于，本方法中步驟4和步驟5中均采用統一氣體動理學方法進行計算得到氣動力系數。

6.根據權利要求1所述的飛行器高空氣動力曲線的獲得方法，其特征在于，所述步驟3中進行計算的N1個計算狀態對應在第一編號序列中的編號為：1,1+1*floor(N_T/N1),…,1+(N1-1)*floor(N_T/N1)，其中，floor(N_T/N1)表示對N_T/N1向下取整。

7.根據權利要求1所述的飛行器高空氣動力曲線的獲得方法，其特征在于，所述步驟5中進行計算的N1個計算狀態對應在第二編號序列中的編號為：1,1+1*floor(N_{T_res}/N1),…,1+(N1-1)*floor(N_{T_res}/N1)，其中，floor(N_{T_res}/N1)表示對N_{T_res}/N1向下取整。

8.根據權利要求1所述的飛行器高空氣動力曲線的獲得方法，其特征在于，所述步驟1按照飛行器高度由低至高的順序對計算狀態進行編號。

9.根據權利要求1所述的飛行器高空氣動力曲線的獲得方法，其特征在于，所述方法還包括步驟8：對所述氣動力變化曲線圖進行數據擬合得到曲線的數值表達式，將所述數值表達式傳輸至飛行器控制系統。

10.根據權利要求1所述的飛行器高空氣動力曲線的獲得方法，其特征在于，所述高度范圍為大于70km。