[发明专利]一种高超声速飞行器热气动弹性特性的耦合计算方法

权利要求书

1.一种高超声速飞行器热气动弹性特性的耦合计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、对流场和温度场进行初始化；

步骤二、对t_i时刻绕飞行器的流体域进行稳态流场计算，获得稳态流场近飞行器壁面的热流密度q_w,i和壁面压力p_w,i；

步骤三、将稳态流场的壁面压力p_w,i和壁面热流密度q_w,i插值传递给飞行器结构表面，分别作为结构热应力/热变形计算的力边界载荷条件和结构热传导计算的热边界载荷条件；

步骤四、基于施加的热边界载荷，自t_i时刻开始在飞行器结构内进行瞬态热传导计算，并监控全飞行器结构的温升变化情况，当结构温升变化达到预设的最大温升阈值△T_max时，停止热传导计算并将当前时刻记录为t_i+1，同时保存t_i+1时刻的结构温度场和结构壁面温度T_w,i+1；

步骤五、计算t_i+1时刻的结构位移场和动力响应特性；

步骤六、将t_i+1时刻的结构壁面温度T_w,i+1和壁面位移量U_w,i+1传递给流场；

步骤七、返回步骤二进入下一个时间步长继续进行计算，直至耦合推进时间到达预设的结束时间t_end。

2.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器热气动弹性特性的耦合计算方法，其特征在于：步骤一所述对流场进行初始化是指通过物理场间数据传递方法将结构壁面温度传递给流场作为流场计算的边界条件，并根据飞行状态对流场进行初始化。

3.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器热气动弹性特性的耦合计算方法，其特征在于：步骤一所述对温度场进行初始化是指通过给定飞行器结构温度T_initial对结构温度场进行初始化，同时给定结构位移约束条件。

4.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器热气动弹性特性的耦合计算方法，其特征在于：步骤三所述将稳态流场的壁面压力p_w,i和壁面热流密度q_w,i插值传递给飞行器结构表面是通过场间数据传递方法实现的。

5.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器热气动弹性特性的耦合计算方法，其特征在于：所述△T_max取10K。

6.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器热气动弹性特性的耦合计算方法，其特征在于：步骤六所述将t_i+1时刻的结构壁面温度T_w,i+1和壁面位移量U_w,i+1传递给流场是通过场间数据传递方法实现的，其中壁面温度T_w,i+1作为流场计算的边界条件，壁面位移量U_w,i+1用于更新流场网格。