[发明专利]球头锥目标高马赫数再入辐射特性仿真模型的校验方法

说明书

本发明涉及飞行器再入特性模型校验技术领域，特别涉及一种球头锥目标高马赫数再入辐射特性仿真模型的校验方法，包括：计算球头锥目标的头部激波脱体距离；采用迭代法求解来流参数的最终值，其中，来流参数包括来流密度和来流马赫数；计算球头锥目标的头部驻点热流；对计算得到的球头锥目标的头部驻点热流进行误差分析，以修正来流参数的最终值；将修正后的来流参数的最终值输入预设的球头锥高马赫再入辐射特性仿真模型，求解球头锥目标的再入辐射特性数据；校验球头锥目标高马赫数再入辐射特性仿真模型。本发明提供的校验方法可以减少来流参数误差对仿真模型校验的影响，提高模型校验的准确性。

技术领域

本发明涉及飞行器再入特性模型校验技术领域，特别涉及一种球头锥目标高马赫数再入辐射特性仿真模型的校验方法。

背景技术

球头锥目标高马赫再入过程会对周围空气强烈的压缩和摩擦作用，在头部周围形成高温激波层，同时产生强烈的辐射信号；因而对球头锥目标再入过程的特性研究具有重要意义。

现有的球头锥目标特性研究过程中一般采用仿真算法获取特性数据，为了提高仿真计算的精度，一般基于风洞等效模拟实验对仿真模型进行校验分析；仿真模型校验的首要条件是确保来流参数的准确性，然而，风洞实验过程中很难在不影响实验环境的情况下获取来流参数。

因此，急需提供一种可以减少来流参数误差的仿真模型的校验方法。

发明内容

本发明提供了一种球头锥目标高马赫数再入辐射特性仿真模型的校验方法，该校验方法通过对来流参数进行修正，提高仿真计算的精度，可以减少来流参数误差对模型校验准确度的影响。

为了实现上述目的，本发明供了一种球头锥目标高马赫数再入辐射特性仿真模型的校验方法，包括:

S1.根据高马赫数再入等效模拟实验测得的球头锥目标的纹影图，计算球头锥目标的头部激波脱体距离；

S2.根据预设的第一经验公式和预设的来流参数的初始值，采用迭代法求解来流参数的最终值；其中，第一经验公式为头部激波脱体距离和来流参数的关系式，来流参数包括来流密度和来流马赫数；

S3.将求解得到的来流参数的最终值输入到预设的第二经验公式，计算球头锥目标的头部驻点热流；其中，第二经验公式为头部驻点热流和来流参数的关系式；

S4.基于高马赫数再入等效模拟实验测得的球头锥目标的头部驻点热流，对计算得到的球头锥目标的头部驻点热流进行误差分析，以修正来流参数的最终值；

S5.根据修正后的来流参数的最终值和预设球头锥高马赫再入辐射特性仿真模型，求解球头锥目标的再入辐射特性数据；其中，辐射特性数据包括表面特性数据和外流场特性数据；

S6.将求解得到的再入辐射特性数据与高马赫数再入等效模拟实验测得的球头锥目标的再入辐射特性数据进行对比分析，以校验球头锥目标高马赫数再入辐射特性仿真模型。

在一种可能的设计中，第一经验公式为：

其中，Δ为头部激波脱体距离(mm)，R为球头半径(m)，ρ_∞为来流密度(kg/m³)，Ma为来流马赫数。

在一种可能的设计中，第二经验公式为：

其中，q为头部驻点热流(W/m²)，R为球头半径(m)，V_*、ρ_*分别为参考速度和参考密度，c为当地声速，Ma为来流马赫数，ρ_∞为来流密度。