[发明专利]一种用于风洞试验的冰形参数化方法

说明书

本发明公开了一种用于风洞试验的冰形参数化方法。该冰形参数化方法首先确定冰形特征点；其次获取冰形量化参数；再次进行特征点的局部坐标系坐标转换；最后基于局部坐标系进行冰形参数化。该冰形参数化方法是一种分段式的冰形参数化方法，通过确定冰形特征点，利用相关量化参数建立局部坐标系，采用分段拟合得到参数化冰形曲线，可以对飞机结冰风洞试验结果进行简化处理，为翼型气动特性影响的研究等提供技术支撑，具有较高的工程应用价值。

技术领域

本发明属于航空技术领域，具体涉及一种用于风洞试验的冰形参数化方法。

背景技术

飞机在飞行过程中遇到含有过冷水滴的云层或过冷雨滴时，过冷水滴会在机体上冻结产生结冰现象。飞机结冰严重影响飞机安全飞行，可能导致安全事故，因此，飞机结冰研究受到了广泛关注。

现阶段，结冰风洞试验是研究飞机结冰的重要手段之一，而冰形是结冰风洞试验获得的主要成果，通过冰形能够研究结冰对飞机气动特性影响。在不同的结冰条件下，会得到不同的冰形，但是，结冰风洞试验获得的冰形实物大多是不规则的，有许多毛刺，因此，对冰形实物进行描述是极为困难的。

冰形参数化是一种描述冰形实物的方法，对研究结冰具有重要意义。合适的冰形参数化方法不仅能够保持原有冰形的特征，而且能够在一定程度上简化原有的冰形，而且，通过参数能够较好的重建冰形。

当前，亟需发展一种用于风洞试验的冰形参数化方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于风洞试验的冰形参数化方法。

本发明的用于风洞试验的冰形参数化方法包括以下步骤：

S1.确定冰形特征点；在结冰风洞开展机翼结冰风洞试验，获得翼型结冰冰型，将实体结冰冰型转换为直角坐标系中的冰形曲线，并在冰形曲线上确定如下特征点：下极限点a、下冰角点b、驻点c、上冰角点d、上极限点e、以及下冰角点b在翼面上投影点b'、驻点c在翼面上投影点c'和上冰角点d在翼面上投影点d'；

S2.获取冰形量化参数；对步骤S1的特征点进行量化，获取如下7个冰形量化参数：上冰角高度h₁、驻点厚度h₂、下冰角高度h₃、下极限点a到上极限点e的翼面弧长s、下极限点a到上冰角点d在翼面上投影点d'的翼面弧长s₁、下极限点a到驻点c在翼面上投影点c'的翼面弧长s₂和下极限点a到下冰角点在翼面上投影点b'的翼面弧长s₃；用s_i表示各翼面弧长，i=1为下极限点a到上冰角点d在翼面上投影点d'的翼面弧长s₁，i=2为下极限点a到驻点c在翼面上投影点c'的翼面弧长s₂，i=3为下极限点a到下冰角点在翼面上投影点b'的翼面弧长s₃；

S3.进行特征点的局部坐标系坐标转换；以各特征点到下极限点a的翼面弧长为横坐标，以各特征点到翼面的法向距离为纵坐标，构建局部坐标系，将直角坐标系中的下极限点a、下冰角点b、驻点c、上冰角点d、上极限点e分别转换成局部坐标系的下极限点坐标转换点A、下冰角点坐标转换点B、驻点坐标转换点C、上冰角点坐标转换点D、上极限点坐标转换点E；