[发明专利]再入飞行器端头烧蚀的耦合方法、存储介质及终端

说明书

本发明公开了一种再入飞行器端头烧蚀的耦合方法、存储介质及终端；解决了无法真实模拟烧蚀过程的问题，其技术方案要点是，先进行气动计算形成气动参数信息，再进行烧蚀与热传导的耦合计算，通过烧蚀计算形成烧蚀量信息以及热壁热流信息；根据烧蚀量信息更新飞行器端头的形状数据信息；根据热壁热流信息进行热传导计算形成温度数据信息；将经过热传导计算后的温度数据信息更新至烧蚀计算中以供下阶段的烧蚀与热传导的耦合计算；获取更新后的空气域数据信息以及更新后的温度数据信息以供下阶段的气动计算，本发明的将气动、烧蚀以及热传导进行相互耦合以实现对烧蚀过程的模拟，且多种参数耦合计算后使得模拟过程更加准确、真实。

技术领域

本发明涉及烧蚀计算方法，特别涉及再入飞行器端头烧蚀的耦合方法、存储介质及终端。

背景技术

热防护一直是高超声速飞行及各类飞行器研制的核心技术之一。对于高马赫数再入大气层或在大气层内长时间巡航的飞行器来说，结构的热防护及其对飞行器气动性能的影响始终是一个关键问题。端头帽作为钝头体飞行器的头部，其气动加热环境最为恶劣，也是飞行器热防护的重点区域之一。

传统的烧蚀计算是一维的计算，根据热流密度和材料的物理化学特性，得到垂直结构表面法向的烧蚀量，即烧蚀后退距离。现有的通常是把烧蚀计算与气动热耦合，即考虑烧蚀外形的改变影响外流场，从而影响气动热的分布，但是烧蚀过程是一个包含气动热、烧蚀、结构传热的耦合过程，气动热的大小跟结构的外形和温度有关，烧蚀后退量的大小也同样与结构的温度和热流息息相关，这三者是实时耦合在一起的，单独计算其中某一物理场或者两个物理场均无法真实的模拟烧蚀过程，所以具有一定的改进空间。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种再入飞行器端头烧蚀的耦合方法，通过气动、烧蚀以及热传导三者物理场的耦合以达到真实的模拟烧蚀过程。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种再入飞行器端头烧蚀的耦合方法，包括：

获取准定常的当前飞行状态所对应的气动计算模型、当前飞行器端头表面的温度数据信息以及当前飞行器端头表面周围的空气域数据信息；

根据温度数据信息以及空气域数据信息并通过气动计算模型以计算形成气动参数信息；

获取烧蚀计算模型以及当前飞行器端头的形状数据信息；

根据气动参数信息以及温度数据信息并通过烧蚀计算模型以计算形成烧蚀量信息以及热壁热流信息；

根据烧蚀量信息所对应的烧蚀量以更新当前飞行器端头的形状数据信息；

获取热传导计算模型；

根据热壁热流信息并通过热传导计算模型以计算形成关于更新当前飞行器端头表面形状后的温度数据信息；

将经过热传导计算模型计算后的温度数据信息更新至烧蚀计算模型中以供下阶段的烧蚀与热传导的耦合计算；

获取更新后的当前飞行器端头的形状数据信息并根据该飞行器端头表面周围的空气域以形成更新后的空气域数据信息；

将更新后的空气域数据信息以及更新后的温度数据信息反馈至气动计算模型以供下阶段的气动计算。