[發明專利]一種計算水滴運動軌跡的步長確定方法及存儲介質

有效

• 申請號: 202210797044.6
• 申請日: 2022-07-08
• 公開（公告）號: CN114861134B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 周志宏;熊華杰;易賢;曾濤;陳宇;李英琪
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18
• 代理公司: 四川中代知識產權代理有限公司 51358
• 代理人: 王鴻

本申請實施例公開了一種計算水滴運動軌跡的步長確定方法及存儲介質，涉及水滴撞擊特性研究技術領域。該方法包括：根據水滴的上一時間步長和當前時間步長的運動參數變化量，獲取當前時間步長下的單步誤差，運動參數變化量包括位置變化量和/或速度變化量；若當前時間步長下的單步誤差小于預設區間的最小值，則增大當前時間步長的值作為下一時間步長的值；若當前時間步長下的單步誤差在預設區間內，則將當前時間步長的值作為下一時間步長的值。若當前時間步長下的單步誤差大于預設區間的最大值，則減小當前時間步長的值作為下一時間步長的值。如此可以解決獲取水滴的運動軌跡時的不能同時滿足高精度與較小計算量的問題。

技術領域

本申請涉及水滴撞擊特性研究技術領域，更具體地，涉及一種計算水滴運動軌跡的步長確定方法及存儲介質。

背景技術

飛機穿越云層時，過冷水滴撞擊到機體后，可能發生相變并導致結冰現象。結冰會改變飛機的外形與繞流流場，破壞氣動性能，降低操縱性與穩定性，威脅飛行安全，嚴重時導致空難事故。水滴收集率可以定量表征撞擊到物體上的水滴，是研究水滴撞擊特性的重要參數。因此，水滴收集率可以用于研究飛機結冰特性，還可以用于飛機防除冰系統設計。

目前，可以采用數值模擬方法研究水滴收集率，其中，拉格朗日方法是研究水滴收集率的常用方法之一。利用拉格朗日方法，獲得遠場平面釋放的水滴的運動軌跡，從而得到水滴撞擊物面的情況。之后可以采用面積比法或粒子統計法得到水滴收集率。

現有技術在獲取遠場平面釋放的水滴的運動軌跡時，通常采取同一時間步長，若要使獲得的水滴的運動軌跡的精度足夠高，以使獲得的水滴收集率的精度足夠高，則需要將時間步長取得非常小，在獲取水滴的運動軌跡時，計算的步數非常多，導致計算量很大；若要減小獲得水滴運動軌跡時的計算量，則需要將時間步長取的較大，但這又會導致獲得的水滴的運動軌跡的精度不夠高。

因此，現有技術在獲取水滴的運動軌跡時，存在不能同時滿足高精度與較小計算量的問題。

發明內容

本申請提出了一種計算水滴運動軌跡的步長確定方法，根據水滴的上一時間步長的運動參數變化量和當前時間步長的運動參數變化量，獲取所述當前時間步長下的單步誤差，其中，所述運動參數變化量包括位置變化量和/或速度變化量，所述單步誤差包括位置變化量誤差 和/或速度變化量誤差；若所述當前時間步長下的單步誤差小于所述預設區間的最小值，則增大所述當前時間步長的值作為下一時間步長的值。若所述當前時間步長下的單步誤差大于所述預設區間的最大值，則減小所述當前時間步長的值作為下一時間步長的值。若所述當前時間步長下的單步誤差在預設區間內，則將所述當前時間步長的值作為下一時間步長的值。本申請提供的方法，根據每一時間步長中的誤差，確定下一時間步長的取值，在誤差較小時，即能夠保證水滴運動軌跡的計算精度時，增大時間步長，減小計算水滴運動軌跡的次數，從而在保證精度的情況下減小計算量；在誤差較大時，減小時間步長，提高水滴運動軌跡的計算精度；在誤差合適時，保持原有的時間步長繼續計算。如此，可以有效解決現有技術在獲取水滴的運動軌跡時，存在的不能同時滿足高精度與較小計算量的問題。

第一方面，本申請實施例提供了一種計算水滴運動軌跡的步長確定方法，該方法包括：S110.根據所述水滴的上一時間步長的運動參數變化量和當前時間步長的運動參數變化量，獲取所述當前時間步長下的單步誤差，其中，所述運動參數變化量包括位置變化量和/或速度變化量，所述單步誤差包括位置變化量誤差和/或速度變化量誤差；S120.若所述當前時間步長下的單步誤差小于所述預設區間的最小值，則增大所述當前時間步長的值作為下一時間步長的值，其中，所述預設區間為，為單步誤差上限，為誤差控制因子，且；S130.若所述當前時間步長下的單步誤差在預設區間內，則將所述當前時間步長的值作為下一時間步長的值。

第二方面，本申請實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質，計算機可讀存儲介質中存儲有程序代碼，所述程序代碼可被處理器調用執行上述方法。

綜上所述，本申請至少具有如下技術效果：