[发明专利]激波形状与压力分布同时可控的双乘波构型设计方法

权利要求书

1.激波形状与压力分布同时可控的双乘波构型设计方法，其特征在于包括以下步骤：

1)根据设计需求，在设计横截面内指定所需前缘捕获曲线(FCT)与三维激波曲线，其中三维激波曲线包含外流段和内流段两部分，外流段和内流段以平面激波进行过渡；根据曲率特性，求出外流段激波和内流段激波分别对应的曲率中心，并基于吻切乘波原理对外流段激波、内流段激波以及前缘捕获曲线(FCT)进行离散；

2)在外流吻切平面内，根据给定的外流激波形状，利用弯曲激波理论求出外流激波对应的外流流线；然后构造所需的流向壁面压力分布，利用弯曲激波理论求出壁面压力分布对应的外流流线；将外流激波对应的外流流线与壁面压力分布对应的外流流线结合，并在设计截面处进行截断，获得该吻切平面内最终所需的外流流线；

3)在内流吻切平面内，根据给定的内流激波形状，利用弯曲激波理论求出内流激波对应的内流流线；然后构造所需的流向壁面压力分布，利用弯曲激波理论求出壁面压力分布对应的内流流线；将内流激波对应的内流流线与壁面压力分布对应的内流流线结合，并利用中心体处产生的反射激波进行截断，获得该吻切平面内最终所需的内流流线；

4)生成双乘波构型的上下表面，将步骤2)和步骤3)中所得的所有吻切平面中的外流流线与内流流线根据几何关系进行三维融合，即可获得双乘波构型的下表面；将双乘波构型的前缘型线沿流向拉伸至设计截面，即可获得双乘波构型的上表面。

2.如权利要求1所述的激波形状与压力分布同时可控的双乘波构型设计方法，其特征在于弯曲激波理论的控制方程如下所示：

其中，p为压力，δ为流动角，μ为马赫角，ρ为密度，V为流向速度，w为周向速度，γ为比热比，j为判断因子，s为流线，l为特征线，φ为周向角度，P为沿流线压力的导数，D为气流角沿流线的导数，y为笛卡尔坐标系内纵坐标，a为当地声速。

3.如权利要求1所述的激波形状与压力分布同时可控的双乘波构型设计方法，其特征在于：步骤1)中，外流段和内流段的曲率半径分别由有限值向无穷大逼近，外流段和内流段相交处的曲率半径无穷大。

4.如权利要求1所述的激波形状与压力分布同时可控的双乘波构型设计方法，其特征在于：步骤2)中，给定的外流激波形状的参数包括离散点激波角、激波曲率以及来流条件。

5.如权利要求1所述的激波形状与压力分布同时可控的双乘波构型设计方法，其特征在于：步骤2)中，根据外流激波对应的外流流线的终点处的压力值构造所需的流向壁面压力分布曲线。

6.如权利要求5所述的激波形状与压力分布同时可控的双乘波构型设计方法，其特征在于：步骤2)中，根据外流激波对应的外流流线的终点得到左行特征线，以左行特征线为边界条件，配合壁面压力分布曲线中对应横坐标处的压力值，利用弯曲激波理论求出壁面压力分布对应的外流流线。

7.如权利要求1所述的激波形状与压力分布同时可控的双乘波构型设计方法，其特征在于：步骤3)中，给定的内流激波形状的参数包括离散点激波角、激波曲率以及来流条件。

8.如权利要求1所述的激波形状与压力分布同时可控的双乘波构型设计方法，其特征在于：步骤3)中，根据内流激波对应的内流流线的终点处的压力值构造所需的流向壁面压力分布曲线。

9.如权利要求8所述的激波形状与压力分布同时可控的双乘波构型设计方法，其特征在于：步骤3)中，根据内流激波对应的内流流线的终点得到右行特征线，以右行特征线为边界条件，配合壁面压力分布曲线中对应横坐标的压力值，利用弯曲激波理论求出壁面压力分布对应的内流流线。