[发明专利]一种飞机典型结构形式油箱气动热仿真建模方法

说明书

本申请属于飞机燃油热管理技术领域，特别涉及一种飞机典型结构形式油箱气动热仿真建模方法。包括：步骤一：确定油箱典型结构形式；步骤二：获取油箱热计算参数；步骤三：根据所述油箱热计算参数确定油箱典型结构形式的油箱换热计算公式；步骤四：根据油箱热计算参数以及油箱换热计算公式，采用一维热流体仿真工具建立油箱热特性仿真模型。本申请的飞机典型结构形式油箱气动热仿真建模方法，能有效提高飞机燃油热管理系统仿真效率，并综合考虑复杂热影响因素、可与其他相关传热仿真模型借助一维热流体类仿真工具联合开展管网热流体性能仿真，解决一维热流体仿真工具油箱类模型热功能不足进而影响系统级热性能仿真的问题。

技术领域

本申请属于飞机燃油热管理技术领域，特别涉及一种飞机典型结构形式油箱气动热仿真建模方法。

背景技术

随着新一代飞机用电设备功率及液压驱动功率的增加，使得飞机能源和散热需求较以往有大幅提升。飞机隐身特征限制了外部冲压制冷能力，燃油热沉作用愈发重要，相关机载系统和任务设备通过相应热传输设备直接或间接将废热传递给油箱内燃油，进而由发动机燃烧排散，成为目前解决飞机散热需求的一个重要途径。

燃油系统在承接机载系统和任务设备散热需求的同时，还面临着油箱与外部大气环境间、与机内二次气流间、与油箱结构壁板处进气道气流间的气动换热等多重因素的影响，且这些因素的影响在飞机任务剖面内是实时变化的，为准确反映兼顾上述复杂影响因素燃油箱热性能进而开展燃油热管理管网性能仿真验证，快速佐证方案的合理性，传统简单手动计算或通过热流场仿真计算方式具有很大的局限性，无法适应先进飞机燃油热管理系统的快速设计与性能仿真验证要求。

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典型结构形式油箱气动热仿真建模方法，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：

一种飞机典型结构形式油箱气动热仿真建模方法，包括：

步骤一：确定油箱典型结构形式；

步骤二：获取油箱热计算参数；

步骤三：根据所述油箱热计算参数确定所述油箱典型结构形式的油箱换热计算公式；

步骤四：根据所述油箱热计算参数以及所述油箱换热计算公式，采用一维热流体仿真工具建立油箱热特性仿真模型。

可选地，步骤一中，所述油箱典型结构形式包括等效平板形式。

可选地，步骤二中，所述油箱热计算参数包括：油箱壁板及机体表面涂层的材料，油箱换热壁板结构尺寸及导热系数，与燃油进行气动热交换的气流流速及温度，燃油的热物性、油量及与油箱内壁板冲刷速度，进出油箱冷热燃油的流量及温度，油箱内燃油实时温度，外部空气附面层温度以及飞机状态参数。

可选地，步骤三中，所述根据所述油箱热计算参数确定所述等效平板形式的油箱换热计算公式包括：

式中，Q₁为等效平板形式的油箱对流换热量，t₁为空气附面层温度，t₂为燃油温度，R₁为大气与壁板对流换热热阻，R_w为壁板传单换热热阻，R₂为燃油与壁板对流换热热阻；

其中，大气与壁板对流换热热阻R₁为：

h₁＝0.5ρvC_pC_f