一种火箭发动机喷管型面优化方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种火箭发动机喷管型面优化方法、装置及设备，本发明专利技术涉及机器学习领域，用于解决现有技术中喷管型面优化的方法的准确性不足，难以获取喷管流场特性的问题。包括：获取预先设定的液体火箭发动机喷管的边界条件；基于边界条件，设置液体火箭发动机的喷管型面样本设计变量，基于喷管型面样本设计变量，构建喷管二维模型；利用二维网格自动变形生成技术，获取样本点数据，构建喷管型面特征模型；基于喷管二维模型与所述喷管型面特征模型，实现针对喷管型面的优化。通过合理化的误差评估方法，评估特征模型精度，实现基于优化程序自动进行喷管型面优化的目的，提高发动机喷管型面优化的方法的准确性，从而获取喷管流场特性。从而获取喷管流场特性。从而获取喷管流场特性。

【技术实现步骤摘要】
一种火箭发动机喷管型面优化方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及机器学习
，尤其涉及一种火箭发动机喷管型面优化方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]喷管是液体火箭发动机产生推力的重要部件。推进剂燃烧所产生的高温高压燃气在喷管中迅速膨胀，经由喷管出口排出，产生发动机所需推力。喷管型面的结构将直接影响燃烧所产生的燃气在喷管中的流动情况，进而对发动机的性能产生影响。根据液体火箭发动机喷管的结构特点，可将喷管分为收缩段和扩张段两个部分，气流在喷管扩张段处于超声速流动，所以一般情况下，扩张段对喷管的性能和尺寸影响最大，如果扩张段型面设计的不合理，喷管效率就会受到明显的影响。
[0003]通常设计喷管型面是基于一维分析理论进行型面优化，并利用二维或三维CFD(Computational Fluid Dynamics(计算流体动力学))流场分析的方法来进行修正。但一维方法不能实现对喷管性能的准确评估。
[0004]因此，提供了一种更为可靠的火箭发动机喷管型面优化方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火箭发动机喷管型面优化方法，其特征在于，方法包括：获取预先设定的液体火箭发动机喷管的边界条件；基于所述边界条件，设置所述液体火箭发动机的喷管型面样本设计变量；基于喷管型面样本设计变量，构建喷管二维模型；利用二维网格自动变形生成技术，获取样本点数据，构建喷管型面特征模型；基于所述喷管二维模型与所述喷管型面特征模型，实现针对喷管型面的优化。2.根据权利要求1所述的火箭发动机喷管型面优化方法，其特征在于，所述基于所述边界条件，设置所述液体火箭发动机的喷管型面样本设计变量，具体包括：根据所述边界条件，构建CFD算例；所述边界条件至少包括：喷管内燃气物性参数、喷管喉部直径、出口直径、喷管轴向长度、喷管进出口温度以及喷管压力；基于构建的CFD算例，建立喷管初始网格结构，并分析喷管流场分布情况；基于喷管初始网格结构以及喷管流场分布情况，设置型面样本设计变量。3.根据权利要求2所述的火箭发动机喷管型面优化方法，其特征在于，所述利用二维网格自动变形生成技术，获取样本点数据，构建喷管型面特征模型，具体包括：根据所述喷管流场分布情况，选取对应的特征模型试验方法，选定喷管型面样本点；所述特征模型试验方法至少包括：蒙特卡洛抽样方法、拉丁超立方试验设计方法以及均匀设计的抽样方法；根据所述边界条件，对喷管进行CFD仿真分析，生成用于训练喷管型面特征模型的样本点数据；基于所述样本点数据，构建喷管型面特征模型。4.根据权利要求2所述的火箭发动机喷管型面优化方法，其特征在于，所述利用二维网格自动变形生成技术，获取样本点数据，构建喷管型面特征模型之前，还包括：采用几何参数化生成的喷管型面作为输入条件，在原有网格文件的基础上进行网格变形，生成目标计算网格；所述目标计算网格不改变原有网格的网格扩谱；采用所述目标计算网格对喷管进行后续的CFD仿真分析。5.根据权利要求3所述的火箭发动机喷管型面优化方法，其特征在于，所述基于所述样本点数据，构建喷管型面特征模型，具体包括：选择代理模型结构；所述代理模型结构包括响应面代理模型、径向基函数代理模型和Kriging代理模型；基于所述样本点数据，采用选择的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨沛，周晨初，霍世慧，刘占一，张睿文，李舒欣，葛树宏，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：