[发明专利]超声速喷管流场及入口参数重构方法、装置、介质及设备

权利要求书

1.一种超声速喷管流场及入口参数重构方法，其特征在于，包括步骤：

S1、针对喷管划分计算网格，将喷管入口马赫数M_in、压力p_in、比热比γ和喷管所有网格点上的流场参数ξ_i＝(ρ_i,u_i,p_i)构成状态向量x^f＝(ξ₁,ξ₂,…,ξ_m,γ,M_in,p_in)^T，其中，i表示某一网格点，m表示网格点数，T表示矩阵转置，f表示通过计算流场获得的流场状态，ρ_i表示网格点i的密度，u_i表示某网格点i的x方向速度分量，p_i表示网格点i的压力；

S2、测量并获得喷管壁面压力，根据喷管壁面压力数据构成向量Y＝(p₁ p₂ p₃ … p_l)^T，其中l表示压力测点数；

S3、根据试验中的喷管壁面压力测点位置和计算网格确定观测矩阵H；

S4、给定取样点数N，在给定喷管入口马赫数M_in、压力p_in、比热比γ的初始估计范围进行取样，确定喷管入口参数的初始样本集合；

S5、根据所述初始样本集合中不同的喷管入口马赫数M_in、压力p_in、比热比γ组合，基于逆向特征线方法进行喷管流场参数求解，获得初始喷管流场参数，所述初始喷管流场参数包括速度、密度和压力，并得到包含所有样本的状态向量的矩阵X^f＝(x^f(1) x^f(2) … x^f(N))；

S6、对喷管入口马赫数M_in、压力p_in、比热比γ进行修正；

S7、基于修正后的喷管入口马赫数和压力重新进行迭代，重复步骤S5～步骤S6，直至喷管入口马赫数M_in、压力p_in、比热比γ与上一迭代步的差异小于设定阈值时，根据收敛的喷管入口马赫数M_in、压力p_in、比热比γ计算获得与喷管壁面压力对应的最终喷管流场参数。

2.根据权利要求1所述的超声速喷管流场及入口参数重构方法，其特征在于，步骤S3中，根据试验中的喷管壁面压力测点位置和计算网格确定观测矩阵H时，壁面压力测点位置与计算网格点重合或距离小于设定阈值处对应的观测矩阵H的元素值为1，反之则观测矩阵H的元素值为0。

3.根据权利要求1所述的超声速喷管流场及入口参数重构方法，其特征在于，步骤S5中，所述基于逆向特征线方法进行喷管流场参数求解，具体包括步骤：

基于划分好的计算网格和给定的入口参数，利用逆向特征线通过沿流动方向逐网格层求解流场实现对整个喷管流场参数的求解。

4.根据权利要求3所述的超声速喷管流场及入口参数重构方法，其特征在于，所述基于划分好的计算网格和给定的入口参数，利用逆向特征线通过沿流动方向逐网格层求解流场实现对整个喷管流场参数的求解，具体包括步骤：

S51、利用逆向特征线求取沿流动方向上的第一个待求网格层上所有待求点的流场参数；

S52、沿流动方向逐网格层求解流场参数实现对整个喷管流场参数的求解。