[发明专利]基于CFD技术的飞行器气动模型数据库的建立方法及装置

说明书

本发明涉及民用航空器仿真技术领域，更具体的说，涉及一种基于CFD技术的飞行器气动模型数据库的建立方法及装置。本方法包括以下步骤：步骤S1、建立飞行器不同构型的整机气动外形数据库；步骤S2、根据飞行器整机基础光洁构型气动外形，确定计算流体域、网格划分、数值求解器、湍流模型和边界条件的初始参数；步骤S3、采用步骤S2的初始参数，对选定飞行器气动外形的飞行工况和飞机构型进行迭代CFD计算，生成CFD计算结果；步骤S4、对CFD计算结果进行后处理，建立生成飞行器气动模型数据库。本发明通过自动连接各商用/开源CFD仿真软件，高效建立飞行器气动模型数据库，适合飞行模拟机设计初期快速建立气动模型以评估飞行仿真效果。

技术领域

本发明涉及民用航空器仿真技术领域，更具体的说，涉及一种基于CFD技术的飞行器气动模型数据库的建立方法及装置。

背景技术

飞行模拟机通过空气动力学模型（简称气动模型）计算飞机的气动力/力矩，而气动力/力矩的准确模拟涉及到模拟机的飞行品质和逼真度，也是模拟机通过质量认证的重要评价依据，可以说气动模型是飞行模拟机最重要的数学模型之一。

飞行模拟机的气动模型包含数以百计的气动参数，而每个气动参数又牵涉着不同的影响变量，在建立气动模型数据库的过程中，需要工作量庞大的计算流体力学（CFD，Computational Fluid Dynamics）计算工作。

利用传统的CFD技术建立气动模型数据库，不仅需要依靠工程师的经验、耗时较长，而且需要大量的人力与计算资源。

工程师需要根据计算工况点修补气动外形数模，手动生成网格，手动导入数值求解器，评判计算结果是否收敛，然后提取数据，手动生成计算结果表格，这一过程不仅需要大量的人力资源，而且枯燥繁琐，导致大量的人力和时间成本都消耗在CFD计算的前处理和计算结果后处理过程中。

另外，考虑到人为因素的影响，每个工程师的经验不同，导致计算结果误差不一致，这为后期修正气动参数结果带来了一定的困难。

因此，如何快捷高效的利用CFD技术获得气动模型数据库，是飞行模拟机设计人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于CFD技术的飞行器气动模型数据库的建立方法及装置，解决现有技术建立飞行器气动模型数据库的自动化程度低，需要大量人力参与的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于CFD技术的飞行器气动模型数据库的建立方法，包括以下步骤：

步骤S1、建立飞行器不同构型的整机气动外形数据库；

步骤S2、根据飞行器整机基础光洁构型气动外形，确定计算流体域、网格划分、数值求解器、湍流模型和边界条件的初始参数；

步骤S3、采用步骤S2的初始参数，对选定飞行器气动外形的飞行工况和飞机构型进行迭代CFD计算，生成CFD计算结果；

步骤S4、对CFD计算结果进行后处理，建立生成飞行器气动模型数据库。

在一实施例中，所述步骤S1，进一步包括以下步骤：

步骤S11、根据飞行器的气动力/力矩系数，计算飞行器工况点和飞行器气动外形构型；

步骤S12、对飞行器各部分气动外形进行修补；

步骤S13、安装飞行器各气动外形部分，检查飞行器整机气动外形是否存在洞/面重叠问题，如果存在问题，则进入步骤S12，否则进入步骤S14；

步骤S14、按照指定命名方式存储飞行器气动外形数据，建立飞行器不同构型的整机气动外形数据库。

在一实施例中，所述步骤S12中的飞行器各部分气动外形，进一步包括：

整机基础光洁构型气动外形；