[发明专利]轴对称矢量喷管三维网格生成方法及装置

说明书

本发明提供了一种轴对称矢量喷管三维网格生成方法及装置，其中方法包括：确定轴对称矢量喷管的几何特征，根据所述轴对称矢量喷管的几何特征，确定用于约束计算域的控制曲线表达式；确定所述轴对称矢量喷管的当前矢量偏转角度；根据所述当前矢量偏转角度和所述控制曲线表达式，确定对应所述当前矢量偏转角度的目标计算域；根据预先设定的三维网格分布特征，在所述目标计算域内按照所述三维网格分布特征生成对应所述当前矢量偏转角度的三维网格。本方案，无需重复计算，只需代入控制曲线表达式进行计算即可，不仅生成速度快，且降低了计算量。

技术领域

本发明实施例涉及矢量推进技术领域，特别涉及一种轴对称矢量喷管三维网格生成方法及装置。

背景技术

矢量推进技术可以为战斗机提供良好的机动性能，从而保证战斗机在空中格斗及突防对抗中拥有更强的生存能力，矢量推进技术目前已经在四代机如F-22、F-35中得到了应用，尤其F-35B在兼容矢量推进技术后具备了垂直起降和悬停的能力，使其作战能力大幅提升。采用矢量推力可以动态连续地调节发动机的喷流方向和推力大小，以灵活满足战斗机对推力的需求。

现有技术中，为模拟轴对称矢量喷管在不同矢量推力状态下的三维网格，轴对称矢量喷管每偏转矢量偏转角度，则利用轴对称矢量喷管的几何模型生成软件生成该矢量偏转角度下对应轴对称矢量喷管的几何模型，然后利用网格生成生成软件针对该几何模型生成对应的三维网格。

由于每偏转一次，均要重复几何模型的生成过程和三维网格的生成过程，因此，重复计算量较多。

发明内容

本发明实施例提供了一种轴对称矢量喷管三维网格生成方法及装置，能够提高三维网格生成速度，降低三维网格生成过程的计算量。

第一方面，本发明实施例提供了一种轴对称矢量喷管三维网格生成方法，包括：

确定轴对称矢量喷管的几何特征，根据所述轴对称矢量喷管的几何特征，确定用于约束计算域的控制曲线表达式；

确定所述轴对称矢量喷管的当前矢量偏转角度；

根据所述当前矢量偏转角度和所述控制曲线表达式，确定对应所述当前矢量偏转角度的目标计算域；

根据预先设定的三维网格分布特征，在所述目标计算域内按照所述三维网格分布特征生成对应所述当前矢量偏转角度的三维网格。

优选地，所述控制曲线表达式所约束的计算域包括如下至少一个区域：所述轴对称矢量喷管内壁面的边界层、第一气流流动区域、所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二气流流动区域、所述轴对称矢量喷管外壁面的第一空气区域和所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二空气区域；所述第一气流流动区域为所述轴对称矢量喷管内除边界层之外的区域。

优选地，

所述控制曲线表达式所约束的计算域包括：所述轴对称矢量喷管内壁面的边界层；

预先在所述轴对称矢量喷管内壁面的边界层上设定的所述三维网格分布特征包括：设定所述边界层在径向方向上网格节点的层数、每一层网格节点的厚度、每一层网格节点在轴向上的数量和每一层网格节点在周向上的数量；其中，所述边界层在径向方向上网格节点的厚度逐层递增；

和/或，

所述控制曲线表达式所约束的计算域包括：所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二气流流动区域；

预先在所述轴对称矢量喷管的出口方向对应的第二气流流动区域上设定的所述三维网格分布特征包括：在所述第二气流流动区域上的网格节点的分布沿所述轴对称矢量喷管的矢量偏转角度进行拉伸，设定在矢量偏转角度的方向上延伸距离，其中该延伸距离是所述轴对称矢量喷管的出口直径的设定倍数，且设定在矢量偏转角度的方向上的网格节点的数量；设定在所述第二气流流动区域上的网格节点在拉伸过程中，周向、径向、轴向上的网格节点的尺寸均逐层递增；