[发明专利]基于CFD的飞机尾喷流大气扩散建模方法

权利要求书

1.一种基于CFD的飞机尾喷流大气扩散建模方法，该方法包括下列顺序的步骤：

（1）建立尾喷流多组份气流的流体力学方程，对尾喷流扩散区域进行网格划分和边界条件设定；

（2）根据计算面积大小，对上述方程采用Farve密度加权平均，在求出流场的压力和温度等分布后，计算出流体的密度，然后进入下一轮循环迭代；

（3）对发动机尾喷流参数输入进行三维区域模拟计算，建立多种飞机的工况算例，得到不同尾喷型号的飞机在多种大气参数、多种海拔高度下的尾喷流扩散模拟结果。

2.根据权利要求1所述的基于CFD的飞机尾喷流大气扩散建模方法，其特征在于：所述的建立尾喷流多组份气流的流体力学方程包括建立尾喷流的连续方程、动量方程、成分质量分数的方程和能量方程。

3.根据权利要求1所述的基于CFD的飞机尾喷流大气扩散建模方法，其特征在于：划分网格是采用分区域的划分方法：对飞机附近，参数变化大的区域，进行局部加密并采用无结构网格技术；对远离飞机，参数变化小的区域，采用结构化网格以减少计算工作量。

4.根据权利要求1所述的基于CFD的飞机尾喷流大气扩散建模方法，其特征在于：边界条件设定包括：

（1）进口条件：根据飞行高度，按照大气条件给定进口的大气速度、气体组份、压力、温度以及湍流量等参数值，飞机尾喷出口的边界条件按照飞机发动机的出口参数给出相应的参数值；

（2）计算区域的上下和侧面的边界条件：根据飞行高度和计算区域的大小，按照远场条件给定速度、气体组份、压力、温度以及湍流量等参数值；

（3）固壁面条件：对机身壁面附近的网格节点采用壁面函数法处理； 

（4）出口条件：计算区域的出口离尾喷口较远，给定压力边界条件。

5.根据权利要求1所述的基于CFD的飞机尾喷流大气扩散建模方法，其特征在于：迭代步骤如下

（1）在当前解的基础上更新流体输运性质；

（2）同时解连续性，动量，能量和组分输运方程；

（3）用更新的变量的数值解出如湍流等标量；

（4）用改进后的变量数值作为下一层次迭代计算的初始值，重复上述步骤，直到获得收敛解。

6.根据权利要求2所述的基于CFD的飞机尾喷流大气扩散建模方法，其特征在于：所述的连续方程为式（1）

所述的动量方程为式（2）

所述的成分质量分数的方程为式（3）

所述的能量方程为式（4）

。

7.根据权利要求6所述的基于CFD的飞机尾喷流大气扩散建模方法，其特征在于：采用Farve密度加权平均后的控制方程如下：