[发明专利]一种反映降落伞结构透气性的气动性能预测方法

权利要求书

1.一种反映降落伞结构透气性的气动性能预测方法，用于针对伞衣幅的结构特点分块作为待预测对象，并建立计算模型进行气动性能预测，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A.根据相对透气率获得待预测对象织物透气性能的粘性系数理论值a与惯性系数理论值b，然后进入步骤B；

上述步骤A中，首先定义待预测对象织物相对透气率如下：

式中，v_q为待预测对象织物透气量,v表示环帆伞与气流之间的相对速度；

然后构建待预测对象织物透气性系数与待预测对象织物相对透气率之间的数学模型，执行如下步骤A1至A3；

步骤A1.引入多孔介质渗流理论中的Forchheimer公式：

其中，压差可以表示为：

将待预测对象织物相对透气率代入(1)式，得到(3)式，即构建待预测对象织物透气性系数与待预测对象织物相对透气率之间的数学模型如下：

其中，v表示环帆伞与气流之间的相对速度，L表示待预测对象织物厚度，ρ表示流体密度；

根据多孔介质渗透理论，获得待预测对象织物透气性能粘性系数理论值a与惯性系数理论值b满足如下公式：

式中，f₁()、f₂()分别表示织物透气性能粘性系数理论值与惯性系数理论值受织物孔隙率影响的修正函数，并参考多孔介质非线性运动方程来描述，μ表示常温下流体动力粘度，D表示待预测对象织物的孔隙直径，然后进入步骤A2；

步骤A2.根据多孔介质渗透理论，获得待预测对象织物透气性能粘性系数理论值a与惯性系数理论值b之间关系如下，然后进入步骤A3；

步骤A3.将公式(5)代入公式(3)，即得到如下公式(6)：

求得待预测对象织物透气性能惯性系数理论值b，其中，f₃()为以ρ、L、v、为自变量，b为应变量的函数，然后根据公式(5)，求得待预测对象织物透气性能粘性系数理论值a；

步骤B.根据待预测对象织物理论厚度δ与待预测对象织物预设实际厚度e的比值，获得待预测对象织物理论实际比例k，然后进入步骤C；

步骤C.根据待预测对象织物理论实际比例k，结合a、b值获得待预测对象织物透气性能粘性系数实际值a'和惯性系数实际值b'，然后进入步骤D；

步骤D.按如下公式得到待预测对象上各区域面沿法向动量源项S_i，然后进入步骤E；

S_i＝a′v_i+b′|v|v_i

其中，v_i表示待预测对象上带预测区域沿法向速度分量；v表示环帆伞与气流之间的相对速度；

步骤E.分别针对待预测对象上待预测区域法向方向，构建透气域流场模型如下：

式中，ρ为流体密度；t为时间；div()为散度计算函数；grad为梯度计算；μ为流体粘性系数；p为流场压力；x_i为待预测对象i向坐标，表示偏导数运算；

同时针对待预测对象其它区域，按常规N-S方程，构建一般域流场模型，然后进入步骤F；步骤F.根据待预测对象所对应的一般域流场模型、以及待预测对象上各区域面法向分别所对应的透气域流场模型，开展流场数值计算，实现待预测对象气动性能的预测。

2.根据权利要求1所述反映降落伞结构透气性的气动性能预测方法，其特征在于，所述步骤B包括如下步骤：

步骤B1.按如下公式获得待预测对象所对应多股射流汇聚区的长度δ₀，然后进入步骤B2；

δ₀＝5.06D(D₀/D)^0.27

其中，D₀表示待预测对象织物相邻两束纱线中心的间距，D表示待预测对象织物孔隙的直径；

步骤B2.根据如下公式获得待预测对象织物理论厚度δ，然后进入步骤B3；

δ＝L+δ₀

步骤B3.根据待预测对象织物理论厚度δ与待预测对象织物预设实际厚度e的比值，获得待预测对象织物理论实际比例k。