[发明专利]亚跨超声速开式空腔流激振荡与声波模态预估方法

权利要求书

1.一种亚跨超声速开式空腔流激振荡与声波模态预估方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、建立亚跨超声速流动条件下开式空腔流动物理概念模型；

步骤二、采用无量纲分析方法获得描述空腔流激振荡和声波模态的无量纲频率参数St的关系表达式；

步骤三、确定描述涡运动速度因子常数ε的取值；

步骤四、确定描述声波到达空腔上游前壁面和随后涡脱落之间的时间滞后因子常数χ的取值。

2.根据权利要求1所述的亚跨超声速开式空腔流激振荡与声波模态预估方法，其特征在于：所述建立亚跨超声速流动条件下开式空腔流动物理概念模型的步骤为：

（1）依据影响空腔流动特性的典型结构参数和拓扑关系，建立描述亚跨超声速流动条件下开式空腔结构外形的几何参数化数据模型；

（2）根据飞行工况和条件，确定影响定空腔流动特性的典型的来流参数；

（3）基于亚跨超声速流动条件下开式空腔流激振荡和声波模态形成的物理机制，建立空腔结构几何参数、来流参数和声波模态参数间的影响关系，完成亚跨超声速流动条件下开式空腔流动物理概念模型的创建。

3.根据权利要求1所述的亚跨超声速开式空腔流激振荡与声波模态预估方法，其特征在于：所述采用无量纲分析方法获得描述空腔流激振荡和声波模态的无量纲频率参数St的关系表达式的方法为：

（1）基于Rossiter和Heller理论模型和半经验公式对St的求解关系表达式进行分解；

（2）依据空腔流激振荡的周期性，求得描述空腔流激振荡和声波模态各阶激振频率St_n间的关系；

（3）设定一个基本的开式空腔流激振荡与声波模态无量纲频率参数St_ref，用空腔流激振荡与声波模态相邻阶激振频率之间的差值表示，用于描述来流马赫数M和涡运动速度因子常数ε对开式空腔振荡模态St_n的影响；

（4）引入一个描述开式空腔流激振荡与声波模态无量纲频率参数St_con，用于描述声波到达空腔上游前壁面和随后涡脱落之间的时间滞后因子常数χ对开式空腔振荡模态St_n的影响。

4.根据权利要求3所述的亚跨超声速开式空腔流激振荡与声波模态预估方法，其特征在于：所述确定描述涡运动速度因子常数ε的取值方法如下：

（1）根据描述开式空腔流激振荡与声波模态无量纲频率参数St_ref和St_con间的影响关系式获得空腔流激振荡与声波模态的各阶主要激振频率表达关系式；

（2）利用空腔流激振荡与声波模态形成的周期性物理规律，获得各阶主要激振频率之间的相互影响关系式；

（3）基于各阶主要激振频率之间的相互影响规律和关系获得描述开式空腔流激振荡与声波模态无量纲频率参数St_ref的取值，根据来流马赫数M获得描述涡运动速度因子常数ε的取值。

5.根据权利要求4所述的亚跨超声速开式空腔流激振荡与声波模态预估方法，其特征在于：所述确定描述声波到达空腔上游前壁面和随后涡脱落之间的时间滞后因子常数χ的取值方法如下：

（1）根据描述开式空腔流激振荡与声波模态无量纲频率参数St_ref的取值和空腔流激振荡与声波模态的各阶主要激振频率间的表达关系式，获得各阶激振频率St_con，n的数值；

（2）基于各阶主要激振频率之间的相互影响规律和关系获得描述开式空腔流激振荡与声波模态无量纲频率参数St_ref和St_con的取值，获得描述声波到达空腔上游前壁面和随后涡脱落之间的时间滞后因子常数χ的取值。