[发明专利]一种分离激波振荡产生的脉动载荷快速预测方法

权利要求书

1.一种分离激波振荡产生的脉动载荷快速预测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一：采用数值模拟方法获得模型的表面时均压力载荷分布曲线；

步骤二：采用工程预测公式获得模型的分离激波振荡最大偏移量；

步骤三：根据一个振荡周期内分离激波脚运动概率分布函数满足高斯分布，得到分离激波运动到偏离预设时均位置距离的概率；

步骤四：根据模型的分离激波振荡最大偏移量得到分离激波运动区域，将分离激波运动区域等分；

对步骤一中的表面时均压力载荷分布曲线按等分的距离刚性平移，生成分离激波运动位置处瞬时压力曲线；

步骤五：将步骤四中的分离激波运动位置处瞬时压力曲线在分离激波运动位置处进行样本统计得到分离激波运动位置处的脉动压力；

在步骤一中，模型为平板凸起物模型或压缩拐角模型；

数值模拟方法为三维可压缩Navier-Stokes方程；

模型的表面时均压力载荷分布曲线为

步骤二中，平板凸起物模型的分离激波振荡最大偏移量λ为：

λ＝D；

其中，D为平板凸起物前缘直径；

压缩拐角模型的分离激波振荡最大偏移量λ为：

λ＝δ；

其中，δ为来流边界层厚度。

2.根据权利要求1所述的分离激波振荡产生的脉动载荷快速预测方法，其特征在于：三维可压缩Navier-Stokes方程为

其中，为守恒变量，分别为x，y，z三个方向上的无粘通量矢量，分别为x，y，z三个方向上的粘性通量矢量；t为时间，x为直角坐标系流向，y为直角坐标系法向，z为直角坐标系周向。

3.根据权利要求1所述的分离激波振荡产生的脉动载荷快速预测方法，其特征在于：步骤三中，分离激波运动到偏离预设时均位置x₀距离为d的概率为：

4.根据权利要求1所述的分离激波振荡产生的脉动载荷快速预测方法，其特征在于：步骤四中，分离激波运动区域为[-λ+x₀,λ+x₀]，对分离激波运动区域划分为50等份，则分离激波偏离时均位置距离d_i为：

其中，i代表第i个分离激波运动子区域。

5.根据权利要求4所述的分离激波振荡产生的脉动载荷快速预测方法，其特征在于：步骤四中，分离激波运动位置处瞬时压力曲线p_i(x,y,z)通过以下公式得到：

6.根据权利要求5所述的分离激波振荡产生的脉动载荷快速预测方法，其特征在于：步骤五中，分离激波运动位置处的脉动压力通过以下公式得到：

其中，σ_P(x,y,z)为均方根脉动压力。