[发明专利]基准流场激波形状可控的强几何约束下的乘波体设计方法

权利要求书

1.一种基准流场激波形状可控的强几何约束下的乘波体设计方法，其特征在于，包括以下设计步骤：

步骤(1)、根据飞行器的总体尺寸要求设定乘波体的长度和宽度，并设定基准流场的基准圆半径，基准流场的基准圆半径根据乘波体的宽度设定，基准流场的激波长度与乘波体的长度一致；

步骤(2)、任意定义基准流场中的激波形状，激波类型可根据实际情况设定；

步骤(3)、结合步骤(2)中定义的激波形状、启动三角形、以及来流条件，利用特征线法计算得到波后流场以及生产该激波形状的型面，启动三角形根据已知超声速来流条件确定；

步骤(4)、在步骤(3)计算出得到的波后流场中，采用流线追踪法获取乘波体的前缘曲线、上表面型线和下压缩面，乘波体的前缘曲线和上表面型线根据基准圆上的尾缘曲线获取，进一步得到待设计的基准流场激波形状可控的强几何约束下的乘波体；

所述步骤(2)中的激波形状根据乘波体的长度和宽度、以及基准流场的基准圆半径确定。

2.根据权利要求1所述的基准流场激波形状可控的强几何约束下的乘波体设计方法，其特征在于，所述步骤(3)中采用的特征线法包括如下特征线方程：

其中，x和y表示二维笛卡尔坐标，λ_±表示特征线C_±的斜率，λ₀表示特征线C₀的斜率，u和v分别表示沿x和y方向的速度分量，θ表示流动角，α表示马赫角；

相容性方程包括：

ρVdV+dp＝0

dp-a²dρ＝0

其中，ρ表示密度，V表示速度，p表示静压，a表示声速，若基准流场属于二维流动，δ等于零；若基准流场属于轴对称流动，δ等于1。

3.根据权利要求1所述的基准流场激波形状可控的强几何约束下的乘波体设计方法，其特征在于：所述步骤(3)中的启动三角形采用泰勒－麦克尔算法计算得到。

4.根据权利要求1所述的基准流场激波形状可控的强几何约束下的乘波体设计方法，其特征在于：所述步骤(4)中得到的乘波体的下压缩面是采用流线追踪法在基准流场中通过乘波体的前缘曲线计算得到的流线组合而成。