[发明专利]一种发动机喷嘴的油气界面捕捉方法、装置、设备及介质

说明书

本发明公开了一种发动机喷嘴的油气界面捕捉方法、装置、设备及介质，应用于两相流计算技术领域，包括针对与发动机喷嘴对应的非结构四面体网格中的每个格点，将格点作为中心构建对应的控制体，计算控制体的参数信息；针对每个格点，基于格点对应的控制体的参数信息、格点在当前时刻的速度、压力及体积分数计算出格点在下一时刻的速度、压力和体积分数；判断累积时间是否达到预设计算时间，若否则将下一时刻作为当前时刻，并返回上一步，直至累积时间达到预设计算时间；若是则基于每个格点在每个时刻的速度、压力和体积分数得到油气界面。基于同位网格将喷嘴雾化模拟中的流场变量速度和压力贮存在格点上，节省存储资源，降低内存消耗和计算复杂度。

技术领域

本发明涉及两相流计算技术领域，特别是涉及一种发动机喷嘴的油气界面捕捉方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术

航空发动机燃烧室的燃烧效率是决定发动机推力大小的关键因素，喷嘴的雾化效果对燃烧具有重要的影响，因而喷嘴的雾化研究对航空发动机的设计有重要的参考价值。数值模拟手段可以很好的呈现喷嘴的雾化界面演变过程，为实验研究提供基础，节约研究成本，缩短研发周期。

喷嘴的雾化过程是一个典型的两相流问题，当前的两相流数值模拟研究存在以下几个问题：一、学者们为了保证算法的精度，基于结构网格开展研究，但在工程实际中喷嘴几何结构复杂，划分结构网格工作量大且其质量难以得到保证，而非结构网格以其更容易生成且能很好的贴合工程模型，具有更广阔的应用前景；二、学者们的研究更多基于低密度比的两相流展开，少有将其和工程实际相结合，这导致很多学者研究的方法，仅适用于两相密度比比较低的计算，在计算高密度比的时候会产生虚假流动甚至出现发散的情况，难于将其用于航空发动机的喷嘴雾化模拟；三、少量基于非结构网格的算法采用的是交错网格，即将压力和速度分别贮存在网格中心和网格面上，以规避同位网格带来的压力速度失偶问题，同时也带来较大计算内存消耗以及大量的插值带来的编程复杂度。因此开展基于非结构同位网格的喷嘴内流数值模拟，对于航空发动机设计工作具有重要的意义。

鉴于此，如何提供一种解决上述技术问题的发动机喷嘴的油气界面捕捉方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种发动机喷嘴的油气界面捕捉方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，在使用过程中节省存储资源，降低内存消耗和计算复杂度。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种发动机喷嘴的油气界面捕捉方法，包括：

针对与发动机喷嘴对应的非结构四面体网格中的每个格点，将所述格点作为中心构建对应的控制体，并计算所述控制体的参数信息；

针对每个所述格点，基于所述格点对应的控制体的参数信息、所述格点在当前时刻的速度、压力及体积分数计算出所述格点在下一时刻的速度、压力和体积分数；

判断累积时间是否达到预设计算时间，若否，则将所述下一时刻作为当前时刻，并返回上一步，直至所述累积时间达到所述预设计算时间；若是，则基于每个所述格点在每个时刻的速度、压力和体积分数得到油气界面。

可选的，在所述针对与发动机喷嘴对应的非结构四面体网格中的每个格点，将所述格点作为中心构建对应的控制体之前，还包括：

针对发动机喷嘴，建立发动机喷嘴几何模型；

对所述发动机喷嘴几何模型进行网格离散，得到非结构四面体网格。

可选的，所述针对每个所述格点，基于所述格点对应的控制体的参数信息、所述格点在当前时刻的速度、压力及体积分数计算出所述格点在下一时刻的速度、压力和体积分数，包括：

针对每个所述格点，基于所述格点对应的控制体的参数信息、所述格点在当前时刻的速度及体积分数计算下一时刻的体积分数；