高超声速飞行器气动热载荷计算方法、装置及设备制造方法及图纸

本申请涉及一种高超声速飞行器气动热载荷计算方法、装置及设备，构建高超声速飞行器模型的六面体网格及构建线结构，采用线结构对六面体网格进行分割，得到处于线结构之间的网格面及处于线结构内部的网格面；离散可压缩流动三维积分形式控制方程，得到网格单元的离散方程，根据处于线结构之间的网格面与处于线结构内部的网格面计算基于线混合数值格式的对流通量；将基于线混合数值格式的对流通量添加至离散方程，进行迭代求解，直至流场收敛，得到流场变量，基于流场变量计算高超声速飞行器表面气动热载荷。本发明专利技术提出的方法，得到的热流分布光滑且准确，是高超声速飞行器热防护系统设计的有效工具。设计的有效工具。设计的有效工具。

【技术实现步骤摘要】
高超声速飞行器气动热载荷计算方法、装置及设备


[0001]本申请涉及航空航天
，特别是涉及一种高超声速飞行器气动热载荷计算方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]高超声速飞行器具有飞行速度快、突防能力强等突出特点，成为空天科技未来的重要发展方向之一，然而高超声速飞行器的设计仍然面临诸多挑战，其中飞行器热安全问题是高超声速飞行器技术发展的瓶颈之一，提升新型临近空间高超声速飞行器的性能，需要发展更高效、更高精度的气动热载荷计算方法。
[0003]随着计算机水平的不断发展，计算流体力学（CFD）越来越广泛地被应用于高超声速飞行器的设计之中。准确的气动热载荷计算是气动热防护系统设计的重要前提。数值格式作为 CFD 的核心，是气动热准确计算的关键，一直以来都是学术界和工程界研究的重点。强激波是高超声速流动中的典型特征之一，为了捕捉强激波，基于戈杜诺夫途径的激波捕捉格式是最流行、发展最好的方法。戈杜诺夫格式可以分为两类：完全格式和不完全格式。完全格式，比如Roe格式、HLLC格式、Osher格式、HLLEM格式，可以精确分辨线性波，比如接触本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高超声速飞行器气动热载荷计算方法，其特征在于，所述方法包括：构建高超声速飞行器模型的六面体网格；构建线结构，并采用线结构对所述六面体网格进行分割，得到处于线结构之间的网格面及处于线结构内部的网格面；离散可压缩流动三维积分形式控制方程，得到网格单元的离散方程，并根据所述处于线结构之间的网格面与所述处于线结构内部的网格面计算基于线混合数值格式的对流通量；将所述基于线混合数值格式的对流通量添加至所述离散方程，并进行迭代求解，直至流场收敛，得到流场变量，基于所述流场变量计算高超声速飞行器表面气动热载荷。2.根据权利要求1所述的高超声速飞行器气动热载荷计算方法，其特征在于，构建线结构，并采用线结构对所述六面体网格进行分割，得到处于线结构之间的网格面及处于线结构内部的网格面，包括：在结构化求解器中，通过单元索引方式构建线结构；或在非结构化求解器中，根据网格连通性信息及单元几何参数构建线结构；采用线结构对所述六面体网格进行分割，得到处于线结构之间的网格面及处于线结构内部的网格面。3.根据权利要求2所述的高超声速飞行器气动热载荷计算方法，其特征在于，在非结构化求解器中，根据网格连通性信息及单元几何参数构建线结构，包括：确定线结构初始推进方向，单元体心沿所述初始推进方向开始推进；推进过程中，将线结构前一单元体心到当前单元体心方向记为当前推进方向，将当前单元体心到候选单元体心的方向记为候选方向，选取当前推进方向与候选方向夹角最小的候选单元作为所述线结构新的当前单元进行推进；当线拓扑的当前单元相邻单元没有空闲单元，或线结构内单元数达到预设最大数目，线结构终止。4.根据权利要求3所述的高超声速飞行器气动热载荷计算方法，其特征在于，离散可压缩流动三维积分形式控制方程，得到网格单元的离散方程，包括：可压缩流动三维积分形式控制方程表示为：；其中，表示网格单元，表示网格面矢量，为控制单元内的守恒变量，为控制单元表面的对流通量，为控制单元表面的粘性通量；、、表达式分别为：；
其中，为密度；为速度矢量，为方向速度，为方向速度，为方向速度；为静压；为...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢文佳，张烨，田正雨，任伟杰，于航，李桦，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：