用于转捩预测的特征值的处理方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本申请公开了一种用于转捩预测的特征值的处理方法、装置、设备及介质，涉及空气动力稳定性及转捩预测技术领域，包括：获取若干组初始特征值和对应的初始特征函数；基于每组初始特征值的扰动波的目标扰动参数确定初始特征值中若干组非物理特征值以获得若干组第一特征值；基于每组第一特征值的初始特征函数的目标函数值确定第一特征值中非物理特征值以获得若干组第二特征值；基于每组第二特征值的初始特征函数与目标特征函数确定第二特征值中非物理特征值；剔除非物理特征值得到若干组参考特征值并基于参考特征值获得目标特征值以便将目标特征值用于三维边界层的转捩预测。本申请找到更多不稳定的特征值，提高解决三维稳定性问题的效率和鲁棒性。定性问题的效率和鲁棒性。定性问题的效率和鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
用于转捩预测的特征值的处理方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及空气动力稳定性及转捩预测
，特别涉及一种用于转捩预测的特征值的处理方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]当前，高超声速三维边界层的转捩预测，是新一代高超声速飞行器设计中急需解决的关键气动问题。比起二维情形，由于三维边界层中存在多种失稳模式，且特征值空间增加了一个维度，导致三维边界层转捩预测问题算法更复杂、计算量更大，实施难度比较大，求解效率比较低。
[0003]应用三维方法进行转捩预测时，假设边界层中存在如下形式的扰动波：；x、y、z分别是流向、壁面法向和展向的坐标。是扰动频率，为实数，、是复波数，，，实部、分别表示流向的波数、展向的波数，而虚部、分别表示流向扰动增长率、展向扰动增长率，是扰动分布函数，仅是y的函数，A为扰动幅值，是的共轭复数。、、是稳定性方程组的特征值，、、的一个组合确定一个扰动波，对应特征函数解的存在性与该组特征值相关。
[0004]无论采用全局法还是局部迭代法求解三维稳定性方程的特征值问题，初步获得的特征值解中都包含了大量的非物理特征值，如图1所示，其中只有少量特征值是真实的，这样得到的特征值解还不能直接用于求解真实物理问题。这些非物理特征值的剔除，需要分析人员根据经验或某个特征和准则手动选择某个特征值进行试算，这就要求稳定性分析人员具备丰富的稳定性分析知识及经验。很难一次性找出所有不稳定模态的特征值。这进一步降低了求解三维稳定性问题时的效率与鲁棒性。
[0005]综上所述，如何准确找出不稳定模态的特征值，提高求解三维稳定性问题的效率与鲁棒性是当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于转捩预测的特征值的处理方法、装置、设备及介质，能够一次性找到更多不稳定模态的特征值，提高解决三维稳定性问题的效率和鲁棒性。其具体方案如下：第一方面，本申请公开了一种用于转捩预测的特征值的处理方法，包括：获取若干组初始特征值以及对应的初始特征函数；基于每组所述初始特征值对应的扰动波的目标扰动参数确定出所述初始特征值中无效的若干组非物理特征值，以获得若干组第一特征值；基于每组所述第一特征值对应的所述初始特征函数的目标函数值确定出所述第一特征值中无效的若干组所述非物理特征值，以获得若干组第二特征值；
基于每组所述第二特征值对应的所述初始特征函数与目标特征函数的相关性确定出所述第二特征值中无效的若干组所述非物理特征值；所述目标特征函数为基于当前网格得到新网格后重新获取的每组所述第二特征值对应的特征函数；剔除若干组所述非物理特征值以得到有效的若干组参考特征值，并基于所述参考特征值获得若干组目标特征值，以便将所述目标特征值用于高超声速飞行器对应的三维边界层的转捩预测。
[0007]可选的，所述基于所述参考特征值获得若干组目标特征值，包括：改变每组所述参考特征值中的扰动频率和每组所述参考特征值中展向的复波数中的展向的波数，以确定相应的所述扰动增长率满足预设条件时的目标扰动频率和目标展向的波数；根据所述目标扰动频率和所述目标展向的波数获得相应的目标特征值，以获得若干组所述目标特征值。
[0008]可选的，所述剔除若干组所述非物理特征值以得到有效的若干组参考特征值，并基于所述参考特征值获得若干组目标特征值之后，还包括：检测任意两组所述目标特征值对应的所述初始特征函数中速度特征函数之间的第一相关性和密度特征函数之间的第二相关性；若所述第一相关性和所述第二相关性全部大于第一预设阈值，则剔除对应的所述任意两组所述目标特征值中的任意一组以得到若干组最终特征值。
[0009]可选的，所述基于每组所述初始特征值对应的扰动波的目标扰动参数确定出所述初始特征值中无效的若干组非物理特征值，包括：若一组所述初始特征值对应的所述扰动波的扰动增长率大于预设增长率阈值，和/或，若一组所述初始特征值对应的所述扰动波的所述扰动增长率大于预设数值，则将该组所述初始特征值作为所述非物理特征值；所述预设数值为所述扰动波对应的流向的若干组、展向的波数和扰动频率中的最大值的预设倍数；和/或，若一组所述初始特征值对应的所述扰动波的扰动相速度大于预设相速度阈值，则将该组所述初始特征值作为所述非物理特征值。
[0010]可选的，所述基于每组所述第一特征值对应的所述初始特征函数的目标函数值确定出所述第一特征值中无效的若干组所述非物理特征值，包括：若一组所述第一特征值对应的所述初始特征函数中的初始速度特征函数对应的第一函数值的绝对值中的最大值大于第二预设阈值或小于第三预设阈值，则将该组所述第一特征值作为所述非物理特征值；和/或，若一组所述第一特征值对应的所述初始特征函数中初始密度特征函数对应的第二函数值的波动次数大于预设次数，则将该组所述第一特征值作为所述非物理特征值。
[0011]可选的，所述基于每组所述第二特征值对应的所述初始特征函数与目标特征函数的相关性确定出所述第二特征值中无效的若干组所述非物理特征值之前，还包括：根据预设规则增加所述当前网格的网格数以得到所述新网格，并基于所述新网格获取每组所述第二特征值对应的所述目标特征函数。
[0012]可选的，所述基于每组所述第二特征值对应的所述初始特征函数与目标特征函数
的相关性确定出所述第二特征值中无效的若干组所述非物理特征值，包括：若一组所述第二特征值对应的所述初始特征函数的初始速度特征函数与目标特征函数的目标速度特征函数的第三相关性，和/或，所述初始特征函数的初始密度特征函数与目标特征函数的目标密度特征函数的第四相关性全部小于第四预设阈值，则将该组所述第二特征值作为所述非物理特征值。
[0013]第二方面，本申请公开了一种用于转捩预测的特征值的处理装置，包括：获取模块，用于获取若干组初始特征值以及对应的初始特征函数；第一确定模块，用于基于每组所述初始特征值对应的扰动波的目标扰动参数确定出所述初始特征值中无效的若干组非物理特征值，以获得若干组第一特征值；第二确定模块，用于基于每组所述第一特征值对应的所述初始特征函数的目标函数值确定出所述第一特征值中无效的若干组所述非物理特征值，以获得若干组第二特征值；第三确定模块，用于基于每组所述第二特征值对应的所述初始特征函数与目标特征函数的相关性确定出所述第二特征值中无效的若干组所述非物理特征值；所述目标特征函数为基于当前网格得到新网格后重新获取的每组所述第二特征值对应的目标特征函数；剔除模块，用于剔除若干组所述非物理特征值以得到有效的若干组参考特征值，并基于所述参考特征值获得若干组目标特征值，以便将所述目标特征值用于高超声速飞行器对应的三维边界层的转捩预测。
[0014]第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括处理器和存储器；其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现前述公开的用于转捩预测的特征值的处理方法。
[0015]第四方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的用于转捩预测的特征值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于转捩预测的特征值的处理方法，其特征在于，包括：获取若干组初始特征值以及对应的初始特征函数；基于每组所述初始特征值对应的扰动波的目标扰动参数确定出所述初始特征值中无效的若干组非物理特征值，以获得若干组第一特征值；基于每组所述第一特征值对应的所述初始特征函数的目标函数值确定出所述第一特征值中无效的若干组所述非物理特征值，以获得若干组第二特征值；基于每组所述第二特征值对应的所述初始特征函数与目标特征函数的相关性确定出所述第二特征值中无效的若干组所述非物理特征值；所述目标特征函数为基于当前网格得到新网格后重新获取的每组所述第二特征值对应的特征函数；剔除若干组所述非物理特征值以得到有效的若干组参考特征值，并基于所述参考特征值获得若干组目标特征值，以便将所述目标特征值用于高超声速飞行器对应的三维边界层的转捩预测。2.根据权利要求1所述的用于转捩预测的特征值的处理方法，其特征在于，所述基于所述参考特征值获得若干组目标特征值，包括：改变每组所述参考特征值中的扰动频率和每组所述参考特征值中展向的复波数中的展向的波数，以确定相应的所述扰动增长率满足预设条件时的目标扰动频率和目标展向的波数；根据所述目标扰动频率和所述目标展向的波数获得相应的目标特征值，以获得若干组所述目标特征值。3.根据权利要求1所述的用于转捩预测的特征值的处理方法，其特征在于，所述剔除若干组所述非物理特征值以得到有效的若干组参考特征值，并基于所述参考特征值获得若干组目标特征值之后，还包括：检测任意两组所述目标特征值对应的所述初始特征函数中速度特征函数之间的第一相关性和密度特征函数之间的第二相关性；若所述第一相关性和所述第二相关性全部大于第一预设阈值，则剔除对应的所述任意两组所述目标特征值中的任意一组以得到若干组最终特征值。4.根据权利要求1所述的用于转捩预测的特征值的处理方法，其特征在于，所述基于每组所述初始特征值对应的扰动波的目标扰动参数确定出所述初始特征值中无效的若干组非物理特征值，包括：若一组所述初始特征值对应的所述扰动波的扰动增长率大于预设增长率阈值，和/或，若一组所述初始特征值对应的所述扰动波的所述扰动增长率大于预设数值，则将该组所述初始特征值作为所述非物理特征值；所述预设数值为所述扰动波对应的流向的若干组、展向的波数和扰动频率中的最大值的预设倍数；和/或，若一组所述初始特征值对应的所述扰动波的扰动相速度大于预设相速度阈值，则将该组所述初始特征值作为所述非物理特征值。5.根据权利要求1所述的用于转捩预测的特征值的处理方法，其特征在于，所述基于每组所述第一特征值对应的所述初始特征函数的目标函数值确定出所述第一特征值中无效的若干组所述非物理特征值，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：段茂昌，涂国华，万兵兵，李仕博，陈坚强，袁先旭，
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：