基于边界替代混合模型的飞行器气动分析方法技术

本发明专利技术具体是基于边界替代混合模型的飞行器气动分析方法，解决了传统飞行器CFD方法计算量大、效率低的问题。一种基于边界替代混合模型的飞行器气动分析方法，该方法是采用如下步骤实现的：首先建立球面上空气的压力、密度、流速、温度相互关系的球面气动力降阶模型；而后建立飞行器邻近场CFD模型；然后通过耦合球面气动力降阶模型与飞行器邻近场CFD模型，得到边界替代混合模型：最后用边界替代混合模型进行新设计的飞行器的气动分析。本发明专利技术中边界替代混合模型可以考虑周围流场对飞行器的影响，却不需要对外围背景流场进行CFD模拟，大幅度减少数值模拟的计算量，显著加快飞行器气动外形的设计进程。动外形的设计进程。动外形的设计进程。

【技术实现步骤摘要】
基于边界替代混合模型的飞行器气动分析方法


[0001]本专利技术涉及飞行器气动分析方法，具体是一种基于边界替代混合模型的飞行器气动分析方法。

技术介绍

[0002]在飞行器设计时经常需要进行大量的整机CFD分析。飞行器CFD分析基于网格模型。为了保证网格模型边界对CFD分析结果没有影响，飞行器CFD模型的边界距离机身通常大于机身长度的20倍，例如，飞行器机身长100m，计算域的边界距离机身大于2000m。在这个计算域中需要用计算网格填满，而且网格需要表征飞行器细小的外轮廓几何特征，最小的网格往往只有几平方毫米，由此导致飞行器CFD模型的网格数量巨大，部分网格长细比非常大，飞行器CFD分析的计算量非常巨大。基于此，有必要专利技术一种基于边界替代混合模型的飞行器气动分析方法，以解决传统飞行器CFD分析计算量大、效率低的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决传统飞行器CFD方法计算量大、效率低的问题，提供了一种基于边界替代混合模型的飞行器气动分析方法。
[0004]本专利技术是采用如下技术方案实现的：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边界替代混合模型的飞行器气动分析方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：步骤一：利用飞行器的参数化几何模型生成飞行器的几何形状；然后，利用网格处理软件，生成围绕飞行器的直径为10000m的流场计算域网格；然后，将飞行器的流场计算域网格导入CFD软件，进行不同马赫数下的CFD分析，得到以飞行器的形心为球心且直径各异的M个球面上空气的流速、压力、密度、温度，M为大于1的正整数；步骤二：改变飞行器的几何形状，重复执行步骤一，由此得到不同几何形状飞行器在M个球面上空气的流速、压力、密度、温度，并将计算结果存入数据库；步骤三：分别建立M个球面上空气的压力、密度、流速、温度相互关系的球面气动力降阶模型，并利用数据库中的计算结果辨识球面气动力降阶模型；步骤四：根据新设计的飞行器的尺寸，从M个球面气动力降阶模型中选择一个直径为D的球面气动力降阶模型，且D大于飞行器的尺寸；并以该球面气动力降阶模型的球面为交界面，将飞行器CFD模型的计算域分为邻近场与背景场；然后，对飞行器邻近场的计算域划分网格，选择差分格式、湍流模型、材料种类，设定基本参数，所述基本参数包括来流压力、流速、温度，由此建立飞行器邻近场CFD模型；步骤五：步骤a：根据飞行器邻近场CFD模型在直径为D的球面上的流量分布，用直径为D的球面气动力降阶模型计算出该流...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立州，黄钰琪，张珺，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：