[发明专利]一种采用高超声速流场温度修正转捩模型的方法

权利要求书

1.一种采用高超声速流场温度修正转捩模型的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、确定测试模型与流场输入条件，求解NS方程和待修正的γ-Re_θ转捩模型，得到预测的流场参数；

S2、根据输入条件和预测的流场参数，计算参考温度和边界层外缘温度的比值；

S3、基于参考温度和边界层外缘温度的比值，得到温度修正因子；

S4、基于温度修正因子，对待修正的γ-Re_θ转捩模型中转捩临界动量厚度雷诺数进行修正，得到修正后的γ-Re_θ转捩模型；

S5、求解NS方程和修正后的γ-Re_θ转捩模型，得到修正后的流场参数；

S6、将步骤S5得到的修正后的流场参数与步骤S1得到的预测的流场参数进行比较，判断NS方程和修正后的γ-Re_θ转捩模型是否计算收敛；若收敛，则停止计算完成修正，否则以修正后的流场参数作为预测的流场参数，返回步骤S2进行迭代计算。

2.根据权利要求1所述的采用高超声速流场温度修正转捩模型的方法，其特征在于：

所述步骤S2中，计算参考温度T*和边界层外缘温度T_e的比值，采用如下公式：

其中，T_w表示壁面温度，T_e表示边界层外缘温度，T_s代表来流总温，γ为比热比，M_e表示边界层外缘马赫数。

3.根据权利要求2所述的采用高超声速流场温度修正转捩模型的方法，其特征在于，

所述边界层外缘马赫数M_e的数值通过如下方式确定：

若所述测试模型结构单一且流场中无激波干扰，则根据流场输入条件获取来流马赫数M_∞，将来流马赫数M_∞的数值赋值给边界层外缘马赫数M_e；

否则，根据预测的流场参数，采取边界层搜寻操作，查找边界层外缘马赫数M_e的数值。

4.根据权利要求3所述的采用高超声速流场温度修正转捩模型的方法，其特征在于：

所述根据预测的流场参数，采取边界层搜寻操作，查找边界层外缘马赫数M_e的数值，包括：

根据预测的流场参数，沿流场的壁面法向方向，定位边界层剖面内流场总温首次达到0.995倍来流总温T_s的位置为边界层外缘对应位置；

查找边界层外缘对应位置处的马赫数，作为边界层外缘马赫数M_e的数值。

5.根据权利要求2所述的采用高超声速流场温度修正转捩模型的方法，其特征在于：

所述步骤S3中得到温度修正因子f_T，采用如下公式：

其中，c为修正常数，Pr为普朗特数。

6.根据权利要求5所述的采用高超声速流场温度修正转捩模型的方法，其特征在于：

所述步骤S4中，对待修正的γ-Re_θ转捩模型中转捩临界动量厚度雷诺数进行温度修正，采用如下公式：

Re_θcnew＝Re_θcf_T

其中，Re_θc表示待修正的γ-Re_θ转捩模型中转捩临界动量厚度雷诺数，Re_θcnew表示修正后的γ-Re_θ转捩模型中转捩临界动量厚度雷诺数。

7.根据权利要求1所述的采用高超声速流场温度修正转捩模型的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S7、输出修正后的流场参数，完成高超声速流场转捩预测。