[发明专利]一种飞行器壁面热流分析方法

权利要求书

1.一种飞行器壁面热流分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、读入流场数据，对能量方程进行预处理获取待计算的流场变量，并根据读入的流场数据计算流场变量；

步骤2、根据坐标转换公式将预处理后的能量方程简化为二维形式，并变换至相对坐标系；

步骤3、对相对坐标系下的能量方程进行积分处理，并将积分结果还原至绝对坐标系，得到飞行器壁面热流与能量方程各项的依赖关系；

步骤4、引入热流系数，得到飞行器壁面热流贡献表达式，根据流场变量计算表达式中各项的贡献值，从而得到影响壁面热流的主要因素及其定量比例；

所述步骤1中预处理包括对能量方程进行时间平均，并引入质量平均简化方程，获取待计算的流场变量；所述待计算的流场变量包括时间平均值、平均值的梯度量、湍流脉动的二阶量、湍流脉动的三阶量以及分子扩散项；

所述坐标转换公式为：t_a＝t,x_a＝x-U_∞t,y_a＝y，u_a＝u-U_∞,v_a＝v,p_a＝p,ρ_a＝ρ；其中，t为时间，x为流向坐标，y为法向坐标，u为流向速度，v为法向速度，p为压力，ρ为密度；U_∞为无穷远来流速度，下标a表示坐标转换后的变量值；

所述积分处理为对相对坐标系下的能量方程沿法向进行积分；

所述飞行器壁面热流与能量方程各项的依赖关系为：

其中，变量上方‘-’表示对时间平均值，‘～’表示质量加权平均值，E为时间平均后的总能，下标x和y分别表示流向和法向分量，q_L,x和q_L,y表示层流热流，q_T,x和q_T,y表示湍流热通量，D_x和D_y为分子扩项项，T_x和T_y为湍动能湍流输运项，MS_x和MS_y为分子应力做功项，RS_x和RS_y为雷诺应力做功项；q_w为壁面热流：其中κ为热传导系数，下标w表示壁面上的值；

所述热流系数定义为：其中ρ_∞为无穷远密度；

所述飞行器壁面热流表达式为：

2.根据权利要求1所述的飞行器壁面热流分析方法，其特征在于，所述步骤4中计算包括热传导项、湍流热流输运项、分子扩散项、湍动能湍流输运项、分子应力做功项、雷诺应力做功项和流向不均项的贡献值。