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[发明专利]考虑微孔气态发汗的高超声速飞行器全流场数值模拟方法-CN202310825652.8有效
发明人： 高振勋;赵祚凯;莫凡;毛俊杰 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-07-07 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明属于计算流体动力学领域，公开了一种考虑微孔气态发汗的高超声速飞行器全流场数值模拟方法，包括：根据高超声速飞行器的实际结构，绘制用于壁面气态发汗冷却数值模拟的网格；其中，在发汗冷却区域的壁面处，无需建立微孔内的网格，按照正常壁面的网格划分要求建立网格；采用壁面吹气边界条件模拟壁面微孔气态发汗效应，建立边界条件模型，对发汗冷却区域的壁面施加边界条件；采用有限差分的流体数值模拟程序进行迭代求解，得到高超声速飞行器壁面全流场的物理量分布情况。该方法可以避免对孔内流动的详细模拟，大幅降低网格生成难度与计算量，可直接运用于实际外形的高超声速飞行器的全流场数值模拟，为发汗冷却的工程设计提供技术支撑。
考虑微孔气态发汗高超声速飞行器全流场数值模拟方法

[发明专利]一种纵列式旋翼-倾转旋翼复合式飞行器-CN202110271114.X有效
发明人：蒋崇文;何新;李志豪;许晨豪;高振勋;李椿萱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-03-11 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： B64C27/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种纵列式旋翼‑倾转旋翼复合式飞行器，在飞行器头部和尾部各安装一个旋翼塔座，旋翼塔座上分别安装一对完全相同但旋转方向相反的大桨盘旋翼；在机身两侧的固定机翼的翼尖处各安装能够在水平位置和垂直位置之间转动的小桨盘旋翼倾转系统，转动方式与传统倾转旋翼机的旋翼转动方式相同。本发明将纵列式双旋翼与横列式倾转旋翼有效结合起来，既保留了纵列式双旋翼较好的悬停特性，又保留了倾转旋翼机较好的加速特性和较高的前飞速度特性，同时增加全机的旋翼过载系数，提高了飞行器的低速机动能力，使飞行器在不同飞行状态下均能保持较好的飞行性能。
一种纵列式旋翼倾转旋翼复合飞行器

[发明专利]一种适用于复杂前缘形状的密切曲面乘波体正设计方法-CN202110564755.4有效
发明人：蒋崇文;李志豪;胡姝瑶;许晨豪;高振勋;李椿萱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-05-24 - 公布日： 2023-01-31 - 主分类号： B64F5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于复杂前缘形状的密切曲面乘波体正设计方法，通过求解前缘型线对应的激波曲面，实现了基于复杂形状前缘设计乘波体的功能，因而可通过选择合适的前缘型线使乘波体获得更高的巡航升阻比以及更好的宽域适应性；给出了前缘型线与激波曲面关系的解析解，相对于求数值解的求解方法而言，本发明具有更高的数值精度和更快的计算速度；本发明的前缘型线各处对应的流动平面可设置成不同的激波角，有利于提高乘波体外形的可设计性。
一种适用于复杂前缘形状密切曲面乘波体正设计方法

[发明专利]一种可串列组合飞行的蜂群无人机气动布局-CN202010650117.X有效
发明人：蒋崇文;李志豪;许晨豪;高振勋;李椿萱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-07-08 - 公布日： 2022-11-29 - 主分类号： B64C37/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种可串列组合飞行的蜂群无人机气动布局，既可以在空中串列组合飞行，又可以在空中自动分体形成无人机蜂群。串列组合飞行可以降低无人机单体飞行时产生的压差阻力；经过合理布置的串列翼布局可有效利用串列翼的有利气动影响，提高无人机的气动效率，因此，组合飞行状态下的无人机航程相对于单体飞行状态得到延长，有利于提高蜂群无人机的作战半径，使无人机母机远离一线战场；组合状态的无人机可通过少量弹射次数释放大量无人机，缩短了无人机母机在危险空域中的作业时间；组合飞行状态有利于欺骗敌方防空雷达；解除合体之后的单体飞行状态有利于瞬间增大敌方防空系统的压力，使敌方防空系统暴露位置，从而有机会被我方消灭。
一种串列组合飞行蜂群无人机气动布局

[发明专利]一种涡轮基组合发动机进气道模态转换过程运动部件转角的优化设计方法-CN201811283663.3有效
发明人： 高振勋;吕甘霖;蒋崇文;李椿萱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2018-10-31 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开一种涡轮基组合发动机进气道模态转换过程运动部件转角的优化设计方法，解决了现有进气道设计方法无法应用于TBCC进气道模态转换过程的不足，本发明按照从上游到下游的顺序逐个优化每个运动部件的最终转角，以实现抑制激波振荡及提高总压恢复的目的。运动部件转角的优化过程基于非定常数值模拟开展，使其按照某一恰当的角频率匀速转动，在所记录的出口总压恢复曲线上选取满足要求的点，其对应角度即为该运动部件的最佳转角。本发明方法不仅可以消除进气道内激波振荡引起的出口处性能参数出现的振荡，同时提高了进气道出口处的总压恢复系数，使得TBCC进气道在模态转换过程中的性能达到最优。
一种涡轮组合发动机进气道模态转换过程运动部件转角优化设计方法

[发明专利]一种可压/不可压混合流动的高效扰动域推进方法-CN202210469835.6在审
发明人：蒋崇文;林宏渊;胡姝瑶;高振勋;许晨豪 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-04-28 - 公布日： 2022-09-06 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本公开涉及计算流体力学技术领域，提供了一种可压/不可压混合流动的高效扰动域推进方法。该高效扰动域更新方法包括：数据读入与流场初始化；根据流场初始化的方式，建立初始动态计算域，基于在动态计算域内，进行残差估计与时间积分迭代求解；对动态计算域进行更新；基于全局残差与给定收敛残差阈值的关系，若是，判断计算是否完成，若是，则输出，若否，则跳转至求解残差与时间积分迭代求解；输出计算结果。本发明解决了雅克比矩阵特征值改变和低马赫数区域判据不适用的问题，提出了适用于预处理求解可压/不可压流场的粘性主导判断依据，避免了大量无效计算大幅提高计算效率。
一种不可混合流动高效扰动推进方法

[发明专利]一种用于高超声速尖锥体飞行器的顺向喷流减阻防热方法-CN202210483128.2有效
发明人：蒋崇文;韩天依星;胡姝瑶;高振勋;李椿萱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-05-06 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： B64C21/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于高超声速尖锥体飞行器的顺向喷流减阻防热方法，在所述飞行器迎风面壁面处布置喷流减阻防热系统，所述喷流减阻防热系统包括若干喷管，所述喷管沿所述飞行器迎风面壁面的来流方向进行顺向喷流；所述喷管为声速或超声速喷管，多个喷管沿尖锥体周向或展向均匀排布，形成阵列覆盖周向或展向范围，并对喷管形状尺寸、工作参数进行了优化设置。该方法针对高超声速尖锥体飞行器，其喷流减阻防热系统可设置于飞行器迎风面大部分区域，且能够以不同机制分别降低压阻和摩阻，且在实现喷流减阻的同时起到防热作用，不同喷流条件下喷流下游均存在热流减少效应，热流减少区域覆盖锥段且延伸至柱段。
一种用于高超声速锥体飞行器喷流防热方法

[发明专利]一种相位差可变的共轴同向螺旋桨-CN202110566354.2有效
发明人：蒋崇文;李志豪;胡姝瑶;许晨豪;高振勋;李椿萱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-05-24 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： B64C11/48 文献下载
摘要：本发明公开了一种相位差可变的共轴同向螺旋桨，沿螺旋桨推力方向前后布置两个旋转轴重合的螺旋桨，包括前方螺旋桨、螺旋桨转轴、滑动套筒与后方螺旋桨，两个螺旋桨旋转方向相同，后方螺旋桨与前方螺旋桨存在一定的相位差以确保自己远离前方螺旋桨的尾流螺旋面。实际运行过程中，若前进比变化导致尾流螺旋面逼近后方螺旋桨，后方螺旋桨将通过套筒的前后移动调整其与前方螺旋桨形成的相位差，使自身仍旧能够处于前方螺旋桨的尾流区域之外。本发明以此减小共轴螺旋桨系统的不利气动干扰以及气动噪声。
一种相位差可变同向螺旋桨

[发明专利]一种飞行器动态特性模拟的时间并行扰动域更新方法-CN202210221022.5有效
发明人：蒋崇文;胡姝瑶;高振勋;许晨豪;李椿萱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-03-09 - 公布日： 2022-06-17 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明涉及计算流体力学技术领域，提供了一种飞行器动态特性模拟的时间并行扰动域更新方法。该方法包括：读入数据；获得Chebyshev转化矩阵分量；流场初始化；建立动态计算域；动态计算域内并行求解所有时间层的流动控制方程；更新动态计算域；判断当前时间段并行求解是否收敛、计算是否完成，若收敛，则跳转至动态计算域内并行求解所有时间层，进入当前时间段并行求解的下一个迭代步；若当前时刻求解已收敛且计算未完成，则跳转至流场初始化，进入下一时间段的求解；否则，则输出结果。本发明避免了采用静态计算域而导致的无效计算、解决了受时间维顺序推进求解要求限制存在加速瓶颈的问题、显著提高了计算效率。
一种飞行器动态特性模拟时间并行扰动更新方法

[发明专利]一种可提高气动效率的高超声速飞行器热结构方案-CN202011275700.3有效
发明人：蒋崇文;胡姝瑶;李志豪;何新;高振勋;李椿萱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-11-16 - 公布日： 2022-05-10 - 主分类号： B64C1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种可提高气动效率的高超声速飞行器热结构方案，将酚醛树脂类材料布置于对升力有积极作用的表面即飞行器外壳下壁面，在对升力有负作用的表面即飞行器外壳上壁面不再布置酚醛树脂类材料，转为使用遇热不会产生气体的其他隔热材料，这样，酚醛树脂类材料形成的气垫可以增大飞行器外壳下壁面的激波角，从而增大下壁面的压强，而上壁面不会形成气垫而使压强升高，因此，飞行器上下压强差增大，飞行器总升力提高。并且，下壁面的酚醛树脂类材料所产生的气垫，还可以降低摩擦阻力，使得飞行器整体阻力减小，因此，飞行器整体升阻比提高。
一种提高气动效率高超声速飞行器结构方案

[发明专利]一种飞行器机动过程模拟的动网格扰动域更新方法-CN202210144150.4有效
发明人：蒋崇文;胡姝瑶;高振勋;许晨豪;李椿萱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-02-17 - 公布日： 2022-05-10 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明涉及计算流体力学技术领域，提供了一种飞行器机动过程模拟的动网格扰动域更新方法。该方法，首先在流动控制方程求解中考虑网格单元速度和动网格几何守恒律的影响，在动网格技术的框架下建立仅对非定常未收敛受扰单元求解、仅在局部区域考虑粘性效应的求解方法，从而有效避免传统基于动网格单元的数值模拟方法中离散方程的无效计算。其次，在动网格单元的坐标、面向量、体积、网格单元速度等变量的更新中引入在非定常效应主导区域内局部更新的思路，从而有效避免传统基于动网格单元的数值模拟方法中更新网格单元参数的无效计算。
一种飞行器机动过程模拟网格扰动更新方法

[发明专利]一种复杂外形低速和亚声速边界层辨识方法-CN202011488776.4有效
发明人：蒋崇文;高振勋;孙文琛;罗磊;李椿萱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-12-16 - 公布日： 2022-04-26 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明属于流体力学领域，涉及一种复杂外形低速和亚声速边界层辨识方法，包括：通过计算得到给定外形的绕流流场，获得绕流流场的静压及速度；计算获得绕流流场的能量恢复系数；在能量恢复系数的设定区间内选取等值线，得到能量边界层外缘；给定外形表面的每一点的法线与能量边界层外缘的交点即为该点对应的能量边界层外缘点，该点到其对应的能量边界层外缘点的距离即为该点的能量边界层厚度；计算给定外形的能量边界层位移厚度。本发明通过能量恢复系数来辨识边界层内、外区域，避免了曲面外形导致的主流速度难以确定的问题，可以进行各类流动条件下复杂外形的流动特性分析以及在实验过程中作为边界层位置判断提供依据。
一种复杂外形低速声速边界层辨识方法

[发明专利]一种飞行器动态气动特性模拟的迭代推进扰动域更新方法-CN202010528415.1有效
发明人：蒋崇文;胡姝瑶;高振勋;李椿萱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-06-11 - 公布日： 2022-04-22 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明公开了一种飞行器动态气动特性模拟的迭代推进扰动域更新方法，针对现有飞行器动态气动特性数值模拟方法中存在大量无效计算的问题，采用非定常、对流、粘性三类动态计算域，提出仅对未收敛非定常单元求解、仅在局部区域考虑粘性效应的求解思路。非定常动态计算域仅包含每一物理时刻上非定常效应起主导作用的网格单元，对流动态计算域仅包含每一迭代步中受到扰动且求解尚未收敛的网格单元，粘性动态计算域仅包含对流动态计算域中粘性效应起主导作用的网格单元，三类动态计算域会在每个迭代步自适应更新。通过避免非定常数值模拟中的无效计算并降低内迭代达到收敛态所需的迭代步数，本发明可显著提高飞行器动态气动特性数值模拟的计算效率。
一种飞行器动态气动特性模拟推进扰动更新方法

[发明专利]飞行器定常粘性可压缩绕流的分区扰动域更新计算方法-CN202010284225.X有效
发明人：蒋崇文;胡姝瑶;高振勋;李椿萱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-04-13 - 公布日： 2022-04-08 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明公开一种飞行器定常粘性可压缩绕流的分区扰动域更新计算方法，属于计算流体力学领域。本发明包括文件读入；流场初始化；初始对流动态域和初始粘性动态域建立；分配存储空间；根据边界条件类型，为边界虚网格的守恒量赋值；残差估计；时间积分；增大对流动态域；缩小对流、粘性动态域；重新分配存储空间；增大粘性动态域；重复前述步骤直至达到收敛条件；结果输出。本发明通过采用可自适应增大/缩小的对流动态域与粘性动态域，仅对求解尚未收敛的受扰单元求解，仅在部分受扰单元中考虑粘性效应，可有效减少单个迭代步的计算量和总迭代步数，从而提高求解飞行器定常粘性可压缩绕流的收敛速率。
飞行器粘性可压缩分区扰动更新计算方法

[发明专利]一种飞行器绕流数值模拟的多重网格扰动域更新加速方法-CN202010528125.7有效
发明人：蒋崇文;胡姝瑶;高振勋;李椿萱 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-06-11 - 公布日： 2022-04-08 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明公开了一种飞行器绕流数值模拟的多重网格扰动域更新加速方法，针对现有多重网格方法在模拟飞行器绕流时存在大量无效计算的问题，通过在细网格和粗网格上采用对流、粘性两类动态计算域，使得流动控制方程在每个迭代步中均在仅包含未收敛受扰单元的对流动态计算域中求解，而粘性效应也仅在只包含粘性效应主导单元的粘性动态计算域内考虑，从而实现了仅对未收敛受扰单元求解、仅在局部区域考虑粘性效应的求解思路。通过有效减少单个迭代步的计算量和达到收敛态所需的迭代步数，本发明可显著提高多重网格方法模拟飞行器绕流的计算效率。
一种飞行器数值模拟多重网格扰动更新加速方法

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