一种软管锥套空中加油多学科耦合分析框架及方法技术

本申请涉及空中加油技术领域，公开了一种软管锥套空中加油多学科耦合分析框架及方法，包括：数据层，用于为流体力学分析与多体动力学计算提供所需的文件信息；网格层，用于根据数据层提供的文件信息，生成离散网格文件；计算准备层，用于为软管锥套耦合计算提供所需的非定常气动效应参数、气动数据库和三维加油机尾迹流场文件；计算层，用于对软管锥套在加油机尾迹流场中的释放与稳定过程进行流固耦合动力学响应仿真；后处理层，用于对耦合仿真计算得到的空中加油软管锥套计算数据进行后处理与显示。这样能够进行加油机尾流中软管

【技术实现步骤摘要】
一种软管锥套空中加油多学科耦合分析框架及方法


[0001]本专利技术涉及空中加油
，特别是涉及一种软管锥套空中加油多学科耦合分析框架及方法。

技术介绍

[0002]空中加油技术对提高飞机的持续飞行效能具有极其重要的作用。受油机通过空中加油获得补充燃料，可获得更长的留空时间和更大的任务活动半径；多次空中加油更可极大延长受油机的留空时间；受油机可减少起飞燃料携载量以换取更重的任务载荷或更短的起飞距离。由于省去了降落补充燃油及再次起飞的过程，空中加油技术减少了飞机单位时间的燃油消耗总量，提高了任务经济性。
[0003]由加油机通过软管
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锥套装置向受油机传输燃油的空中加油方式称为软管锥套空中加油，也称软式空中加油。与硬管加油方式相比，软管锥套空中加油具有设备体积小、安装灵活、可支持多受油机同时受油的优点。
[0004]近年来，在空中加油系统的设计评估和自主加油对接技术研发中，急需对软管锥套这一刚柔耦合结构在大气环境中的动力学响应进行预测和分析。与飞行试验和风洞缩比试验相比，建立空中加油动力学数值仿真模拟手段，是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软管锥套空中加油多学科耦合分析框架，其特征在于，包括：数据层，用于为流体力学分析与多体动力学计算提供所需的加油机与加油锥套的外形CAD模型文件、流场计算参数输入文件和多体动力学计算参数输入文件；网格层，用于根据所述数据层提供的文件信息，生成离散网格文件；所述离散网格文件包括流场网格文件、表面网格文件和软管有限元离散文件；计算准备层，用于为软管锥套耦合计算提供所需的非定常气动效应参数、气动数据库和三维加油机尾迹流场文件；计算层，用于根据所述网格层生成的所述离散网格文件和所述计算准备层提供的信息，对软管锥套在加油机尾迹流场中的释放与稳定过程进行流固耦合动力学响应仿真；后处理层，用于对耦合仿真计算得到的空中加油软管锥套计算数据进行后处理与显示。2.根据权利要求1所述的软管锥套空中加油多学科耦合分析框架，其特征在于，所述网格层，具体用于根据所述加油机与加油锥套的外形CAD模型文件和所述流场计算参数输入文件，生成加油机与加油锥套的所述流场网格文件和所述表面网格文件；根据所述多体动力学计算参数输入文件，生成所述软管有限元离散文件。3.根据权利要求1所述的软管锥套空中加油多学科耦合分析框架，其特征在于，所述计算准备层包括：参数计算模块，用于通过包含并行动态重叠网格的URANS流场求解器与多体动力学求解器对软管锥套的释放与稳定过程进行试验性计算，作为确定非定常气动效应参数的基准；数据库生成模块，用于使用RANS流场求解器获得锥套不同攻角、侧滑角和不同来流速度下的六分量气动力系数，生成气动数据库；流场文件计算模块，用于基于结构对接网格使用所述RANS流场求解器计算得到三维加油机尾迹流场文件。4.根据权利要求1所述的软管锥套空中加油多学科耦合分析框架，其特征在于，所述计算层包括：建模模块，用于使用多体动力学求解器对软管锥套进行动力学建模；来流速度获取模块，用于在加油机尾迹流场中对锥套位置进行空间插值获得锥套来流速度；气动载荷获取模块，用于通过所述气动数据库插值得到锥套气动载荷；耦合仿真计算模块，用于根据所述锥套来流速度、所述锥套气动载荷结合所述非定常气动效应参数，对软管锥套在加油机尾迹流场中的释放与稳定过程的流固耦合动态响应进行批量化的仿真计算。5.根据权利要求1所述的软管锥套空中加油多学科耦合分析框架，其特征在于，所述后处理层包括：第一处理模块，用于使用尾迹流场后处理程序对加油机尾迹流场文件进行后处理，生成加油机尾迹流场的可读文件；第二处理模块，用于使用多体动力学后处理程序绘制软管锥套动态响应的动画文件，并显示相应的动画视频；

【专利技术属性】
技术研发人员：刘钒，黄霞，张露，马率，崔兴达，肖中云，赵辉，刘刚，王子维，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：