一种气象探测火箭的参数化气动设计方法技术

本发明专利技术公开了一种气象探测火箭的参数化气动设计方法，包括步骤S1、基于CATIA参数化建模；S2、基于Pointwise脚本Glyph2的自动网格划分；S3、基于参数化的计算流体力学仿真；S4、基于参数化的仿真结果后处理。本发明专利技术的方法的优点：1、基本自动化：气动设计过程中的几何建模、网格划分、计算流体力学仿真以及数据处理等流程都基本实现自动化，大部分工作通过程序自动完成，设计人员主要工作在于设计合理气动外形参数；2、精确性：网格划分的自动化，以及仿真参数设置的自动化并没有牺牲网格质量以及仿真计算精度，保证仿真结果的精确性；3、普适性：本发明专利技术适用于所有无控气象探测火箭的气动设计过程。

【技术实现步骤摘要】
一种气象探测火箭的参数化气动设计方法
本专利技术属于气象探测火箭气动设计领域，具体为一种气象探测火箭的参数化气动设计方法。
技术介绍
气象探测火箭是一种通过投放探空仪进行气象探测的火箭，其一般为无控火箭，具有结构形式简单、成本低、研制周期短、发射灵活等优点。它飞行高度高于探空气球，可以获取20km-60km高度范围内各层大气的结构、成分和气象参数。气象探测火箭探测数据样本的数量在一定程度上取决探空仪数量，即火箭能够携带的有效载荷，在发动机能力有限的情况下，要求进行精细化的气动设计，尽可能降低气动阻力，以便在不增加成本的情况下，尽可能携带更多有效载荷。气动设计的基础是空气动力学，鉴于空气动力学的复杂性，20世纪60年代以前，气动设计主要依赖于风洞试验以及工程经验。随着近些年计算机技术与计算流体力学的发展，计算流体力学仿真在气动设计中扮演越来越重要的角色，求解方程从速度势方程、Euler方程到Navier-Stokes方程，数值模拟的精度也越来越高。目前，计算流体力学已经在设计阶段大量取代风洞试验，显著缩短设计周期，降低研制成本。以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气象探测火箭的参数化气动设计方法方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、基于CATIA参数化建模，基于CATIA用户参数和公式，在CATIA建模过程中通过知识工程模块中的f(x)功能创建各种用户参数以及公式来驱动模型；/nS2、基于Pointwise脚本Glyph2的自动网格划分，基于通用解释型脚本语言Tcl的脚本语言Glyph2，通过脚本语言编程或者录制宏的形式实现网格自动划分，通过Glyph2录制宏的形式记录首次划分网格的形式实现网格自动划分，包括求解器选择，边界条件设置，以及网格输出操作。/nS3、基于参数化的计算流体力学仿真，针对计算流体力学仿真软件CFD++编程开发基于参数...

【技术特征摘要】
1.一种气象探测火箭的参数化气动设计方法方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、基于CATIA参数化建模，基于CATIA用户参数和公式，在CATIA建模过程中通过知识工程模块中的f(x)功能创建各种用户参数以及公式来驱动模型；
S2、基于Pointwise脚本Glyph2的自动网格划分，基于通用解释型脚本语言Tcl的脚本语言Glyph2，通过脚本语言编程或者录制宏的形式实现网格自动划分，通过Glyph2录制宏的形式记录首次划分网格的形式实现网格自动划分，包括求解器选择，边界条件设置，以及网格输出操作。
S3、基于参数化的计算流体力学仿真，针对计算流体力学仿真软件CFD++编程开发基于参数化的参数设置程序，所述参数设置程序是通过修改CFD++控制文件mcfd.inp得到每个计算状态的控制文件，使用时只需给定计算状态的高度、马赫数、攻角、侧滑角等参数，以及一个控制文件mcfd.inp模板文件，程序即可自动生成所有计算状态的控制文件；
S4、基于参数化的仿真结果后处理，针对计算流体力学仿真软件CFD++编程开发了基于参数化的后处理程序，所述基于参数化的后处理程序是通过给定必要参数生成所有计算状态的控制文件infout1f.inp，并且基于参数化的后处理程序读入所有计算状态控制文件infout1f.inp，并处理数据形成气动性能数据库；基于参数化的后处理程序只需给定高度、马赫数、攻角、侧滑角、参考长度，参考面积和力矩参考点等参数，即可处理得到所有计算状态的各项系数，并形成气动性能数据库。


2.根据权利要求1所述的气象探测火箭的参数化气动设计方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述模型为火箭，气动设计变量包括火箭长度L、火箭半径R、头锥长度Lh、尾翼...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾树荣，李执山，马振琨，单坤，罗珊，
申请(专利权)人：湖北航天飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42