一种液体火箭发动机仿真方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液体火箭发动机仿真方法、装置和设备，其中液体火箭发动机仿真方法包括：获取发动机的任一动态过程对应的多个组件；确定每一个组件对应的微分方程的稳定时间步长；根据所述稳定时间步长，确定所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长；基于所述仿真时间步长对所述动态过程进行仿真。根据稳定时间步长确定发动机各个组件的仿真时间步长，避免了发动机模拟过程发散或模拟迭代不收敛的现象出现，同时提高了确定仿真时间步长的效率，进而提高了液体火箭发动机仿真效率。

A simulation method, device and equipment for liquid rocket engine

【技术实现步骤摘要】
一种液体火箭发动机仿真方法、装置及设备
本专利技术涉及仿真
，具体涉及一种液体火箭发动机仿真方法、装置及设备。
技术介绍
液体火箭发动机是集高温、高压、高转速于一身的热机，其每一个动态过程（如起动过程、关机过程、转级过程）都充满着各种可能诱发故障的因素。例如液体火箭发动机起动过程中，若燃气发生器混合比偏高，可能导致发动机的涡轮片发生烧蚀故障。为了保证液体火箭发动机的安全性以及降低研制成本，在液体火箭发动机研制过程中需要对每一个动态过程进行仿真模拟试验。液体火箭发动机的动态过程仿真为对描述发动机组件工作状态的微分方程对时间进行积分，根据积分结果确定液体火箭发动机的工作性能。相关技术中，用于积分微分方程的仿真时间步长一般采用自定义方式得到固定的仿真时间步长或者根据误差后验估计的自适应调整仿真时间步长的方法确定仿真时间步长。但若选取固定的仿真时间步长较大，可能导致发动机组件的模拟过程发散或模拟迭代过程不收敛，影响仿真试验结果；若固定时长较小，将会增加发动机组件的模拟仿真时间；且采用误差后验估计的自适应调整仿真时间步长的方法确定仿真时间步长，同样也会存在调整步长耗时长，增加仿真时间的问题。故亟待提出一种新的液体火箭发动机仿真时间步长确定方式，以提高对液体火箭发动机的仿真效率与仿真结果。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服相关技术中液体火箭发动机仿真过程中，仿真时间步长的确定方法降低了对液体火箭发动机仿真的仿真效率和影响仿真结果的缺陷，从而提供一种液体火箭发动机仿真方法、装置及设备。根据第一方面，本专利技术实施例公开了一种液体火箭发动机仿真方法，包括：获取发动机的任一动态过程对应的多个组件；确定每一个组件对应的微分方程的稳定时间步长；根据所述稳定时间步长，确定所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长；基于所述仿真时间步长对所述动态过程进行仿真。结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述根据所述稳定时间步长，确定所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长，包括：确定目标步长因子；根据所述稳定时间步长和所述目标步长因子，确定所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长。结合第一方面或第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述根据所述稳定时间步长，确定所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长，包括：根据所述稳定时间步长和所述目标步长因子，确定所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长，包括：根据所述稳定时间步长和所述目标步长因子，确定每一个组件对应的微分方程的仿真时间步长；获取最小仿真时间步长；将所述最小仿真时间步长作为所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长。结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，所述基于所述仿真时间步长对所述动态过程进行仿真，包括：获取任一所述组件的组件变量的初始值；确定所述动态过程对应的物理时长；根据所述物理时长、所述仿真时间步长以及所述组件变量的初始值对所述动态过程进行仿真。结合第一方面第三方面，在第一方面第四实施方式中，所述组件变量包括状态可变变量，所述根据所述物理时长、所述仿真时间步长以及所述组件变量的初始值对所述动态过程进行仿真，包括：确定所述状态可变变量对应组件的物理状态；根据所述组件的物理状态，更新所述状态可变变量的仿真过程。根据第二方面，本专利技术实施例公开了一种液体火箭发动机仿真装置，包括：获取模块，用于获取发动机的任一动态过程对应的多个组件；第一确定模块，用于确定每一个组件对应的微分方程的稳定时间步长；第二确定模块，用于根据所述稳定时间步长，确定所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长；仿真模块，用于基于所述仿真时间步长对所述动态过程进行仿真。结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，所述第二确定模块，还用于确定目标步长因子；根据所述稳定时间步长和所述目标步长因子，确定所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长。结合第二方面或第二方面第一实施方式，在第二方面第二实施方式中，所述第二确定模块，还用于根据所述稳定时间步长和所述目标步长因子，确定每一个组件对应的微分方程的仿真时间步长；获取最小仿真时间步长；将所述最小仿真时间步长作为所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长。结合第二方面，在第二方面第三实施方式中，所述仿真模块，还用于获取任一所述组件的组件变量的初始值；确定所述动态过程对应的物理时长；根据所述物理时长、所述仿真时间步长以及所述组件变量的初始值对所述动态过程进行仿真。结合第二方面第三实施方式，在第二方面第四实施方式中，所述组件变量包括状态可变变量，所述仿真模块，还用于确定所述状态可变变量对应组件的物理状态；根据所述组件的物理状态，更新所述状态可变变量的仿真过程。根据第三方面，本专利技术实施例公开了一种液体火箭发动机仿真设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述第一方面及第一方面任一实施方式中所述的液体火箭发动机仿真方法的步骤。根据第四方面，本专利技术实施例公开了一种可读计算机存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现上述第一方面及第一方面任一实施方式中所述的液体火箭发动机仿真方法的步骤。本专利技术实施例提供的技术方案具有如下优点：本专利技术实施例提供的液体火箭发动机仿真方法、装置及设备，通过获取发动机的任一动态过程对应的每一个组件的微分方程的稳定时间步长，确定多个组件对应的微分方程的仿真时间步长，基于得到的仿真时间步长对发动机进行仿真试验。根据稳定时间步长确定发动机各个组件的仿真时间步长，可以保证随着仿真步数的增加，减小仿真计算过程中的累积误差的增加，提高了对液体火箭发动机仿真模拟过程的收敛速度，避免了发动机模拟过程发散或模拟迭代不收敛的现象出现，同时提高了确定仿真时间步长的效率，进而提高了液体火箭发动机仿真效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种液体火箭发动机仿真方法的流程图图2为本专利技术实施例提供的一种液体火箭发动机仿真方法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的一种液体火箭发动机仿真装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种液体火箭发动机仿真设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体火箭发动机仿真方法，其特征在于，包括：/n获取发动机的任一动态过程对应的多个组件；/n确定每一个组件对应的微分方程的稳定时间步长；/n根据所述稳定时间步长，确定所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长；/n基于所述仿真时间步长对所述动态过程进行仿真。/n

【技术特征摘要】
1.一种液体火箭发动机仿真方法，其特征在于，包括：
获取发动机的任一动态过程对应的多个组件；
确定每一个组件对应的微分方程的稳定时间步长；
根据所述稳定时间步长，确定所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长；
基于所述仿真时间步长对所述动态过程进行仿真。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述稳定时间步长，确定所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长，包括：
确定目标步长因子；
根据所述稳定时间步长和所述目标步长因子，确定所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述稳定时间步长和所述目标步长因子，确定所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长，包括：
根据所述稳定时间步长和所述目标步长因子，确定每一个组件对应的微分方程的仿真时间步长；
获取最小仿真时间步长；
将所述最小仿真时间步长作为所述多个组件对应的微分方程的仿真时间步长。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述仿真时间步长对所述动态过程进行仿真，包括：
获取任一所述组件的组件变量的初始值；
确定所述动态过程对应的物理时长；
根据所述物理时长、所述仿真时间步长以及所述组件变量的初始值对所述动态过程进行仿真。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述组件变量包括状态可变变量，所述根据所述物理时长、所述仿真时间步长以及所述组件变量的初始值对所述动态过程进行仿真，包括：
确定所述状态可变变量对应组件的物理状态；
根据所述组件的物理状态，更新所述状态可变变量的仿真过程。


6.一种液体火箭发动机仿真装置，其特征在于，包括：
获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玺，魏一，彭小波，
申请(专利权)人：北京星际荣耀空间科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11