[发明专利]一种计算水滴运动轨迹的步长确定方法及存储介质

说明书

本申请实施例公开了一种计算水滴运动轨迹的步长确定方法及存储介质，涉及水滴撞击特性研究技术领域。该方法包括：根据水滴的上一时间步长和当前时间步长的运动参数变化量，获取当前时间步长下的单步误差，运动参数变化量包括位置变化量和/或速度变化量；若当前时间步长下的单步误差小于预设区间的最小值，则增大当前时间步长的值作为下一时间步长的值；若当前时间步长下的单步误差在预设区间内，则将当前时间步长的值作为下一时间步长的值。若当前时间步长下的单步误差大于预设区间的最大值，则减小当前时间步长的值作为下一时间步长的值。如此可以解决获取水滴的运动轨迹时的不能同时满足高精度与较小计算量的问题。

技术领域

本申请涉及水滴撞击特性研究技术领域，更具体地，涉及一种计算水滴运动轨迹的步长确定方法及存储介质。

背景技术

飞机穿越云层时，过冷水滴撞击到机体后，可能发生相变并导致结冰现象。结冰会改变飞机的外形与绕流流场，破坏气动性能，降低操纵性与稳定性，威胁飞行安全，严重时导致空难事故。水滴收集率可以定量表征撞击到物体上的水滴，是研究水滴撞击特性的重要参数。因此，水滴收集率可以用于研究飞机结冰特性，还可以用于飞机防除冰系统设计。

目前，可以采用数值模拟方法研究水滴收集率，其中，拉格朗日方法是研究水滴收集率的常用方法之一。利用拉格朗日方法，获得远场平面释放的水滴的运动轨迹，从而得到水滴撞击物面的情况。之后可以采用面积比法或粒子统计法得到水滴收集率。

现有技术在获取远场平面释放的水滴的运动轨迹时，通常采取同一时间步长，若要使获得的水滴的运动轨迹的精度足够高，以使获得的水滴收集率的精度足够高，则需要将时间步长取得非常小，在获取水滴的运动轨迹时，计算的步数非常多，导致计算量很大；若要减小获得水滴运动轨迹时的计算量，则需要将时间步长取的较大，但这又会导致获得的水滴的运动轨迹的精度不够高。

因此，现有技术在获取水滴的运动轨迹时，存在不能同时满足高精度与较小计算量的问题。

发明内容

本申请提出了一种计算水滴运动轨迹的步长确定方法，根据水滴的上一时间步长的运动参数变化量和当前时间步长的运动参数变化量，获取所述当前时间步长下的单步误差，其中，所述运动参数变化量包括位置变化量和/或速度变化量，所述单步误差包括位置变化量误差 和/或速度变化量误差；若所述当前时间步长下的单步误差小于所述预设区间的最小值，则增大所述当前时间步长的值作为下一时间步长的值。若所述当前时间步长下的单步误差大于所述预设区间的最大值，则减小所述当前时间步长的值作为下一时间步长的值。若所述当前时间步长下的单步误差在预设区间内，则将所述当前时间步长的值作为下一时间步长的值。本申请提供的方法，根据每一时间步长中的误差，确定下一时间步长的取值，在误差较小时，即能够保证水滴运动轨迹的计算精度时，增大时间步长，减小计算水滴运动轨迹的次数，从而在保证精度的情况下减小计算量；在误差较大时，减小时间步长，提高水滴运动轨迹的计算精度；在误差合适时，保持原有的时间步长继续计算。如此，可以有效解决现有技术在获取水滴的运动轨迹时，存在的不能同时满足高精度与较小计算量的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种计算水滴运动轨迹的步长确定方法，该方法包括：S110.根据所述水滴的上一时间步长的运动参数变化量和当前时间步长的运动参数变化量，获取所述当前时间步长下的单步误差，其中，所述运动参数变化量包括位置变化量和/或速度变化量，所述单步误差包括位置变化量误差和/或速度变化量误差；S120.若所述当前时间步长下的单步误差小于所述预设区间的最小值，则增大所述当前时间步长的值作为下一时间步长的值，其中，所述预设区间为，为单步误差上限，为误差控制因子，且；S130.若所述当前时间步长下的单步误差在预设区间内，则将所述当前时间步长的值作为下一时间步长的值。

第二方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行上述方法。

综上所述，本申请至少具有如下技术效果：