[发明专利]一种超声速流道三维流场计算方法及装置

权利要求书

1.一种超声速流道三维流场计算方法，其特征在于，包括：

步骤1，预先设计轴对称内收缩的基准流场；

步骤2，根据进气道捕获截面形状在所述基准流场中进行流线追踪，获得三维内转向进气道；

步骤3，离散所述三维内转向进气道中的所述捕获截面，用若干微元流面等效进所述捕获截面；

步骤4，计算每个所述微元流面到所述基准流场中旋成轴的距离，根据该距离在所述基准流场中追踪相应的微元流管；

步骤5，在基准流场中提取每条所述微元流管的坐标信息和流动参数；

步骤6，根据所述微元流管的坐标信息和流动参数，获得三维内转向进气道流场；所述步骤6包括：

步骤61，根据坐标信息，将离散流管上的流动参数进行插值，得到三维内转向进气道流场；

步骤62，在所述三维内转向进气道流场任意一流向截面上，提取各离散的所述微元流管i在该截面处的流动参数，并根据坐标信息进行插值，得到进气道在该截面的二维流动参数；

步骤63，将二维流动参数在该截面积分得到进气道在该流向位置处的一维流动参数，质量平均的流动参数计算公式如下：

其中η为任一流动参数，为x截面位置进气道质量平均流动参数，η_x,i为第i个微元流管在x截面处的流动参数，A_∞,i为第i个微元流面的面积，A_∞,capture为进气道捕获截面的面积。

2.如权利要求1所述的超声速流道三维流场计算方法，其特征在于，在步骤3中，每个微元流面的面积应当不小于整个捕获截面的1％。

3.如权利要求1所述的超声速流道三维流场计算方法，其特征在于，在步骤5中，所述坐标信息包括流向坐标x、展向坐标y、法向坐标z，所述流动参数包括压力p、马赫数Ma、总压P₀、温度T。

4.一种超声速流道三维流场计算装置，其特征在于，包括：

预制模块，用于预先设计轴对称内收缩的基准流场；

追踪模块，用于根据进气道捕获截面形状在所述基准流场中进行流线追踪，获得三维内转向进气道；

等效模块，用于离散所述三维内转向进气道中的所述捕获截面，用若干微元流面等效进所述捕获截面；

计算模块，用于计算每个所述微元流面到所述基准流场中旋成轴的距离，根据该距离在所述基准流场中追踪相应的微元流管；

提取模块，用于在基准流场中提取每条所述微元流管的坐标信息和流动参数；

获取模块，根据所述微元流管的坐标信息和流动参数，获得三维内转向进气道流场；所述获取模块包括：

参数插值子模块，用于根据坐标信息，将离散流管上的流动参数进行插值，得到三维内转向进气道流场；

坐标插值子模块，用于在所述三维内转向进气道流场任意一流向截面上，提取各离散的所述微元流管i在该截面处的流动参数，并根据坐标信息进行插值，得到进气道在该截面的二维流动参数；

积分子模块，用于将二维流动参数在该截面积分得到进气道在该流向位置处的一维流动参数，质量平均的流动参数计算公式如下：

其中η为任一流动参数，为x截面位置进气道质量平均流动参数，η_x,i为第i个微元流管在x截面处的流动参数，A_∞,i为第i个微元流面的面积，A_∞,capture为进气道捕获截面的面积。

5.如权利要求4所述的超声速流道三维流场计算装置，其特征在于，所述等效模块中，每个微元流面的面积应当不小于整个捕获截面的1％。

6.如权利要求4所述的超声速流道三维流场计算装置，其特征在于，所述提取模块中，所述坐标信息包括流向坐标x、展向坐标y、法向坐标z，所述流动参数包括压力p、马赫数Ma、总压P₀、温度T。