[发明专利]一种钝体外形过渡流区气动特性的快速预测方法有效
| 申请号： | 201911156795.4 | 申请日： | 2019-11-22 |
| 公开（公告）号： | CN111159957B | 公开（公告）日： | 2023-05-12 |
| 发明（设计）人： | 刘晓文;石磊;龚安龙;杨云军;周伟江 | 申请（专利权）人： | 中国航天空气动力技术研究院 |
| 主分类号： | G06F30/28 | 分类号： | G06F30/28;G06F30/15;G06F113/08;G06F119/14 |
| 代理公司： | 中国航天科技专利中心 11009 | 代理人： | 王永芳 |
| 地址： | 100074 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 体外 过渡流 气动 特性 快速 预测 方法 | ||
1.一种钝体外形过渡流区气动特性的快速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用给定高度下的DSMC结果确定系数A、B、C值；
(1.1)给定任一来流努森数Kn′tr高度下的DSMC气动力系数计算值Ctr′，其中，0.01≤Kn′tr≤25；
(1.2)采用牛顿流公式或NS方程求解给定来流对应速度下的C′cont，采用自由分子流理论公式求解给定来流对应速度下的C′fm值；
(1.3)将步骤(1.1)和(1.2)中所得C′tr、C′cont及C′fm带入式子C′tr＝F′b·C′fm+(1-F′b)·C′cont可求解出F′b值；
(1.4)将F′b带入可求解出其中，
(1.5)将Kn∞＝0.001时，φ＝0；Kn∞＝100时，Kn∞＝Kn′tr时，代入式子
中联立求解可得到系数A、B、C；
(2)求解桥函数公式中过渡流区待计算高度工况的来流努森数Kntr及其对应速度下的连续流区气动力系数Ccont及自由分子流区气动力系数Cfm；
(3)采用步骤(1)和步骤(2)确定的系数A、B、C及Kntr、Ccont、Cfm值求解飞行器过渡流区气动力系数Ctr值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的飞行器过渡流区气动力系数Ctr值为轴向力系数CA、法向力系数CN或俯仰力矩系数Cmz。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1.1)中的DSMC气动力系数计算值Ctr′为轴向力系数CA、法向力系数CN或俯仰力矩系数Cmz。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1.2)中流对应速度下的C′cont，C′fm值为对应的轴向力系数CA、法向力系数CN或俯仰力矩系数Cmz。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)的来流努森数Kntr求解方法如下：
Kntr＝λ∞/Lref，其中Lref为参考长度，d为分子的直径，π取为3.1415926，n∞为来流数密度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的连续流区气动力系数Ccont采用牛顿流公式或NS方程进行求解，所述自由分子流区气动力系数Cfm采用自由分子流理论公式进行求解。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)的求解步骤如下：
首先求解
其次求解桥函数Fb＝sin2φtr；
最后求解气动力系数Ctr＝Fb·Cfm+(1-Fb)·Ccont。
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