[发明专利]飞机瞬时大加速度起飞过程燃油的重心计算方法及装置

说明书

本申请属于飞机燃油系统技术领域，特别涉及一种飞机瞬时大加速度起飞过程燃油的重心计算方法及装置。方法包括：步骤一：获取飞机起飞过程参数、油箱参数以及燃油参数；步骤二：根据所述飞机起飞过程参数、所述油箱参数以及所述燃油参数构建飞机瞬时大加速度起飞过程下的燃油晃动模型；步骤三：根据所述燃油晃动模型计算燃油的重心。本申请的飞机瞬时大加速度起飞过程燃油的重心计算方法，通过构建燃油晃动模型，可以获得自由燃油液面的变化范围及幅度，通过重心计算可以求解在大加速度作用下，燃油晃动所引起的重心变化范围，为飞机的控制系统设计及重心设计提供技术支持。

技术领域

本申请属于飞机燃油系统技术领域，特别涉及一种飞机瞬时大加速度起飞过程燃油的重心计算方法及装置。

背景技术

飞机瞬时大加速度起飞过程中，油箱内燃油在加速度的激励作用下，产生大幅度的受迫运动，表现为燃油自由液面波动引起油箱内部整个区域燃油的运动。

目前，尚无对飞机起飞过程燃油晃动及晃动所引起重心变化的研究。有关飞机起飞过程燃油晃动的研究之所以处于几乎空白状态，主要是因为存在以下几个方面的现实：飞机起飞过程是一个附加了动态变化加速度的非稳态过程，这个过程中，油箱承受飞机的加速度，流体与固体区域强烈耦合，油箱内燃油被动受力，并反作用于油箱结构；短时大加速度条件下燃油的晃动包含多种运动形态，常规方法不能有效模拟该条件下燃油的剧烈晃动。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种飞机瞬时大加速度起飞过程燃油的重心计算方法及装置，以解决现有技术中存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

本申请的第一个方面提供了一种飞机瞬时大加速度起飞过程燃油的重心计算方法，包括：

步骤一：获取飞机起飞过程参数、油箱参数以及燃油参数；

步骤二：根据所述飞机起飞过程参数、所述油箱参数以及所述燃油参数构建飞机瞬时大加速度起飞过程下的燃油晃动模型；

步骤三：根据所述燃油晃动模型计算燃油的重心。

可选地，步骤一中，所述飞机起飞过程参数包括：起飞过程持续的时间、起飞过程加速度随时间的变化规律，所述油箱参数为油箱的三维数据，所述燃油参数包括：燃油的密度、粘度。

可选地，步骤二中，所述根据所述飞机起飞过程参数、所述油箱参数以及所述燃油参数构建飞机瞬时大加速度起飞过程下的燃油晃动模型包括：

根据所述油箱参数构建油箱模型，对所述油箱模型进行封闭处理，并在封闭的油箱区域填充粒子；

设置所述油箱模型的边界条件；

根据所述燃油参数设置所述油箱模型中的粒子属性；

根据所述飞机起飞过程参数对所述油箱模型进行时间积分计算获得燃油晃动模型。

可选地，所述设置所述油箱模型的边界条件包括：在封闭的油箱区域中，

将油箱壁面的内边界上的粒子的速度设置为零；

将油箱内部的自由边界上的粒子的压力设置为零。

可选地，步骤三中，燃油的重心在t时刻的计算公式为：

其中，x_t，y_t和z_t分别是t时刻燃油x，y，z方向的重心坐标，x_i，y_i和z_i分别为粒子i在t时刻的坐标，m_i为粒子i的质量，n为粒子总数。