[发明专利]一种强尺寸约束下的三维单边膨胀喷管设计方法

权利要求书

1.一种强尺寸约束下的三维单边膨胀喷管设计方法，其特征在于，包括：

步骤一、获取喷管气动参数以及尺寸约束参数，所述尺寸约束参数包括喷管上壁面长度、喷管上壁面高度、喷管下壁面长度、喷管下壁面高度以及喷管出口宽度；

步骤二、定义喷管侧壁为直线构型，根据喷管上壁面长度、喷管出口宽度计算出侧向膨胀角；

步骤三、定义喷管下壁面为直线构型，根据喷管下壁面长度以及喷管下壁面高度计算出下壁面膨胀角；

步骤四、将所述喷管气动参数、所述侧向膨胀角以及所述下壁面膨胀角作为输入，根据最短长度喷管理论以及考虑侧向膨胀的单边膨胀喷管设计方法得到喷管上壁面构型；

步骤五、将喷管上壁面按照所述喷管上壁面长度直接截短，将喷管下壁面按照所述喷管下壁面长度直接截短，得到喷管构型，判断所述喷管构型的喷管上壁面高度是否满足尺寸约束要求，若是，输出所述喷管构型；若否，调整喷管气动参数，返回步骤四。

2.根据权利要求1所述的强尺寸约束下的三维单边膨胀喷管设计方法，其特征在于，步骤二中，所述根据喷管上壁面长度、喷管出口宽度计算出侧向膨胀角包括：

侧向膨胀角θ_c为：

其中，L₁为喷管上壁面长度，W为喷管出口宽度。

3.根据权利要求2所述的强尺寸约束下的三维单边膨胀喷管设计方法，其特征在于，步骤三中，所述根据喷管下壁面长度以及喷管下壁面高度计算出下壁面膨胀角包括：

下壁面膨胀角δ_L为：

其中，L₂为喷管下壁面长度，H₂为喷管下壁面高度。

4.根据权利要求3所述的强尺寸约束下的三维单边膨胀喷管设计方法，其特征在于，所述喷管气动参数包括进口马赫数、出口马赫数、几何控制参数以及喷管进口气流方向角。

5.根据权利要求4所述的强尺寸约束下的三维单边膨胀喷管设计方法，其特征在于，步骤五中，当所述喷管构型的喷管上壁面高度不满足尺寸约束要求时，调整所述进口马赫数以及所述出口马赫数。