[发明专利]飞行器缝隙流动气动热评估的试验数据天地换算方法

说明书

本发明提供一种飞行器缝隙流动气动热评估的试验数据天地换算方法，包括：通过缝隙加热的电弧风洞试验分别获得有缝模型和无缝模型缝隙的测温数据，并根据测温数据获得试验状态的缝隙内外壁焓比；根据预设飞行条件，计算飞行状态的缝隙外表面壁焓；根据缝隙内外壁焓比和缝隙外表面壁焓获得飞行状态缝隙内部壁焓和壁温；基于飞行状态缝隙内部壁温曲线，通过气动热辨识获得缝隙带来的额外注入热流随内部壁温的变化曲线；基于外部气动加热计算温度模型，在缝隙内部加载所述缝隙额外注入热流，获得飞行状态缝隙结构传热计算模型，根据飞行状态缝隙结构传热计算模型获得真实缝隙结构处的温度；该方法能够有效的实现飞行状态应用的试验数据天地换算。

技术领域

本发明涉及飞行器气动热技术领域，尤其涉及一种飞行器缝隙流动气动热评估的试验数据天地换算方法。

背景技术

高速飞行器由于结构热膨胀，以及各类保护罩等构件分离的要求，不可避免的在大面积防护瓦、保护罩、口盖等部位存在缝隙，因而使物面边界层内的热气流流入这些缝隙，导致缝隙内的气动热非常严酷。

缝隙内流动属于具有分离漩涡的复杂流动，由于理论分析与数值模拟相当困难，国内外学者对缝隙气动热的研究大都采用试验方法。目前，国内外开展了激波风洞和电弧风洞的缝隙试验。试验设备的局限性带来天地状态的固有差异，使得天地换算成为缝隙测热试验数据应用于飞行状态之前的关键环节。

由于缝隙传热涉及微尺度对流、辐射和导热，电弧风洞相比激波风洞对缝隙流动和气动热的模拟结果更真实。考虑到电弧风洞试验流场与飞行状态的固有差异以及同一试验数据应用于不同飞行状态的需求，试验状态所测缝隙结构温度往往不能直接应用于飞行状态。国内外关于高超声速缝隙结构的电弧风洞试验，除了定性比较与研究之外，很少针对围绕飞行状态应用的试验数据天地换算方法开展详细研究。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

为解决上述问题，本发明提出一种飞行器缝隙流动气动热评估的试验数据天地换算方法。

一种飞行器缝隙流动气动热评估的试验数据天地换算方法，包括：

通过缝隙加热的电弧风洞试验分别获得有缝模型和无缝模型缝隙的测温数据，并根据所述测温数据获得试验状态的缝隙内外壁焓比；

根据预设飞行条件，计算飞行状态的缝隙外表面壁焓；

根据所述缝隙内外壁焓比和所述缝隙外表面壁焓获得飞行状态缝隙内部壁焓和壁温；

基于飞行状态缝隙内部壁温曲线，通过气动热辨识获得缝隙带来的额外注入热流随内部壁温的变化曲线；

基于外部气动加热计算温度模型，在缝隙内部加载所述缝隙额外注入热流，获得飞行状态缝隙结构传热计算模型，根据所述飞行状态缝隙结构传热计算模型获得真实缝隙结构处的温度。

本发明提供的飞行器缝隙流动气动热评估的试验数据天地换算方法，能够有效的实现飞行状态应用的试验数据天地换算。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的飞行器缝隙流动气动热评估的试验数据天地换算方法一种实施例的流程图。

图2为本发明提供的飞行器缝隙流动气动热评估的试验数据天地换算方法第二种实施例的流程图。

具体实施方式