【技术实现步骤摘要】
水气两相流全耦合求解的飞行器水上起降载荷分析方法
[0001]本专利技术涉及流体力学
，具体涉及一种水气两相流全耦合求解的飞行器水上起降载荷分析方法，基于水气两相流全耦合虚拟压缩有限体积全隐式求解。
技术介绍
[0002]随着新时代海洋资源的不断开发以及海战的立体化、多层次发展，我国近年来开始从国家层面上重视海洋权益，积极开展水面飞行器的研制工作。水面飞行器需要在水和空气两相介质情况下起降飞行，其对传统的飞行器性能分析方法提出了挑战。此外，通用飞行器水面迫降适航标准的制定也需要行之有效的分析水气两相流的方法。目前针对水面飞行器水面起降、通用飞行器的水上迫降的性能评估主要依靠物理水池模型试验实现，然而由于设备和场地的限制，试验模型的尺寸与实机相比差异过大，该尺寸效应使得试验数据无法直接应用于实机的指导上，同时，试验也面临着人力、财力资源消耗巨大、周期过长等问题。
[0003]近年来，随着计算机技术的飞速发展，计算流体力学（CFD）得到了蓬勃发展，CFD技术已成为水动力、气动力学分析的基础性关键技术。由于CFD技术...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水气两相流全耦合求解的飞行器水上起降载荷分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S10、基于工程对象几何模型，生成流体计算网格；S20、设置数值计算的流体属性、边界条件、最大模拟步数和时间步长；S30、基于流体计算网格控制单元的几何信息；S40、采用虚拟压缩法在N
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S方程中建立密度与压力的联系；S50、运用有限体积法将N
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S方程与VOF方程在网格控制单元上离散成代数方程组；S60、根据流体属性、边界条件和n时刻的流场值计算对流通量、扩散通量、体积力及其雅克比矩阵；S70、采用全隐式数值迭代计算方法，得到n+1时刻的流场值；S80、判断当前时间步数是否达到最大模拟步数，若是则结束计算，根据得到的流场值指导飞行器起降或迫降，反之返回步骤S60。2.根据权利要求1所述的水气两相流全耦合求解的飞行器水上起降载荷分析方法，其特征在于，所述步骤S20中的流体属性包括密度、粘度、热传导系数、重力加速度。3.根据权利要求1所述的水气两相流全耦合求解的飞行器水上起降载荷分析方法，其特征在于，所述步骤S30中采用虚拟压缩法在不可压N
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S连续方程中建立压强与密度的虚拟关系，具体为：ρ为密度，p为压力，τ为虚拟时间项，β为虚拟压缩参数，一般取5~15。4.根据权利要求3所述的水气两相流全耦合求解的飞行器水上起降载荷分析方法，其特征在于，引入虚拟时间导数项后的不可压N
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S方程和VOF方程具体表达式为：u为流体速度向量，μ为流体粘度，f
b
为体积力向量，f
st
为表面张力向量，T为流体温度，k为流体热传导系数，Re为雷诺数，Pr为普朗特数，α为水体积分数，t为物理时间。5.根据权利要求4所述的水气两相流全耦合求解的飞行器水上起降载荷分析方法，其特征在于，所述步骤S40中采用任意欧拉
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拉格朗日形式将微分方程写成统一...
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