[发明专利]一种超声速内流流场三维定量重构方法

说明书

本发明涉及一种超声速内流流场三维定量重构方法，包括:步骤1)，在超声速流道模型的流向上，选取多个相互间隔的横截面作为测量面；步骤2)，在每个所述测量面上均选取多个压力测量点；步骤3)，获取每个所述压力测量点的压力值，并且在任意一个所述测量面上，根据该测量面上的所述测量点的压力值构建出该测量面的二维截面压力参数；步骤4)，根据各个所述测量面的二维截面压力参数，重构出所述超声速流道模型在流向上定量的三维流场。该方法可以实现超声速流道模型内的三维流场定量重构。

技术领域

本发明涉及流体力学技术领域，特别涉及一种超声速内流流场三维定量重构方法。

背景技术

高超声速进气道是吸气式高超声速推进系统关键部件之一，其性能直接影响到飞行器的整体性能。而其中三维内转式高超声速进气道相较于其他类型的高超声速进气道有着诸多优势，如气流捕获率和压缩效率高，总压损失低等，因此倍受各国研究人员关注。

内转式进气道有着特殊的三维结构，其内部流场三维性强，波系结构复杂，难以使用传统的纹影方法进行观测，壁面静压测量也不足以反映内部流场信息。

皮托压测量方法可以直接得到隔离段出口截面定量的流场信息，并进一步获取进气道的总压恢复系数等性能参数，通常用于进气道设计阶段。文献“采用新型基准流场的高超内收缩进气道实验研究”(作者南向军)利用皮托压测量方法对其设计的进气道进行了实验研究，定量地获得了隔离段出口流场的参数分布，进而粗略地估算了进气道整体性能。然而，仅获得隔离段出口截面的信息，并不能反映出进气道及隔离段内部流场沿流向的发展情况。

因此，需要发展更全面的流场测量方法，来定量获取三维内转式进气道及隔离段内流道复杂的内部流动信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声速内流流场三维定量重构方法，以便能够更准确定量获取超声速流道内流复杂的内部流动信息，为后续的产品设计和制造提供支持。

为达到上述目的，本发明第一方面提供的超声速内流流场三维定量重构方法，包括：

步骤1)，在超声速流道模型的流向上，选取多个相互间隔的横截面作为测量面；

步骤2)，在每个所述测量面上均选取多个压力测量点；

步骤3)，获取每个所述压力测量点的皮托压，并且在任意一个所述测量面上，根据该测量面上的所述测量点的皮托压构建出该测量面的二维截面压力参数；

步骤4)，根据各个所述测量面的二维截面压力参数，插值得出所述超声速流道模型在流向上更多横截面的二维截面压力参数，以此重构出所述超声速流道模型定量的三维流场。

本发明第二方面提供的超声速内流流场三维定量重构方法，包括：

步骤1)，在超声速流道模型的流向上，选取多个相互间隔的横截面作为测量面；

步骤2)，在每个所述测量面上均选取多个压力测量点；

步骤3)，获取每个所述压力测量点的皮托压，并且在任意一个所述测量面上，根据该测量面上的所述测量点的皮托压，采用插值法获取该测量面上更多点的皮托压，以此构建出该测量面的二维截面压力参数；

步骤4)，根据各个所述测量面的二维截面压力参数，插值得出所述超声速流道模型在流向上更多横截面的二维截面压力参数，以此重构出所述超声速流道模型定量的三维流场。

优选的，所述步骤1)中用到的所述超声速流道模型，包括进气段，和与所述进气段连接且可更换的待测量段，所述待测量段的个数与所述步骤1)中所选取的横截面的数量一致，且每一个所述待测量段与所述进气段连接后，其下游端部均与其中一个所述测量面平齐。