[发明专利]超声速非均匀来流最大推力喷管及其壁面确定方法

权利要求书

1.一种超声速非均匀来流最大推力喷管的壁面确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据非均匀来流参数，确定所述超声速非均匀来流最大推力喷管的初始边界；

S2：根据所述初始边界，利用特征线法，确定所述超声速非均匀来流最大推力喷管的核心区域；

S3：根据质量守恒定理和所述特征线法，在所述核心区域内迭代求解，确定所述超声速非均匀来流最大推力喷管的壁面型线；

S4：根据所述超声速非均匀来流最大推力喷管的壁面型线确定所述超声速非均匀来流最大推力喷管的壁面。

2.根据权利要求1所述的超声速非均匀来流最大推力喷管的壁面确定方法，其特征在于，所述S1的步骤中，所述非均匀来流参数采用数值模拟或试验测量的方法确定。

3.根据权利要求1所述的超声速非均匀来流最大推力喷管的壁面确定方法，其特征在于，在所述S1的步骤中，所述初始边界上的离散点的马赫数大于1.0。

4.根据权利要求3所述的超声速非均匀来流最大推力喷管的壁面确定方法，其特征在于，所述初始边界上的离散点的马赫数在1.01至1.10的范围内。

5.根据权利要求1所述的超声速非均匀来流最大推力喷管的壁面确定方法，其特征在于，所述S2的步骤包括：

以所述初始边界的第一端点为坐标原点，所述初始边界为Y轴确定所述超声速非均匀来流最大推力喷管的轴线，确定的所述超声速非均匀来流最大推力喷管的轴线与X轴重合。

6.根据权利要求1所述的超声速非均匀来流最大推力喷管的壁面确定方法，其特征在于，所述S2的步骤还包括：

利用所述特征线法确定所述初始边界的影响域。

7.根据权利要求6所述的超声速非均匀来流最大推力喷管的壁面确定方法，其特征在于，所述S2的步骤还包括：

确定所述影响域之后，在紧靠所述初始边界的第二端点的下游给定初始膨胀壁面型线，其中，所述初始膨胀壁面型线的第一端点与所述初始边界的第二端点重合。

8.根据权利要求7所述的超声速非均匀来流最大推力喷管的壁面确定方法，其特征在于，所述S2的步骤还包括：

给定所述初始膨胀壁面型线之后，利用所述特征线法，确定所述初始膨胀壁面型线上的离散点发出的左行特征线和右行特征线，所述左行特征线和所述右行特征线组成的网格区域为所述核心区域。

9.根据权利要求7所述的超声速非均匀来流最大推力喷管的壁面确定方法，其特征在于，所述S3的步骤包括：

S31：建立控制面，使得所述控制面与过所述核心区域内的任意一点的子午面相交，且他们的相交线与所述初始膨胀壁面型线的左行特征线重合，其中所述核心区域内的任意一点的流动参数由所述初始边界和所述初始膨胀壁面型线确定。

10.根据权利要求9所述的超声速非均匀来流最大推力喷管的壁面确定方法，其特征在于，所述S3的步骤还包括：

S32：利用所述质量守恒定理、所述特征线法和方程（1）和（2）确定所述相交线上的离散点的坐标和流动参数，

Vcos(θ-α)cosα=C1---(1)]]>

yρV²sin²θtanα=C₂   （2）

其中，V是来流速度，y是所述相交线上的离散点的纵坐标，θ是所述相交线上的离散点的流动角，α是所述相交线上的离散点的马赫角，ρ是来流密度，C₁、C₂是常数。