[发明专利]一种机弹分离和弹翼展开过程的动网格仿真模拟方法

说明书

本发明提出一种机弹分离和弹翼展开过程的动网格仿真模拟方法，该方法主要针对工程应用中采用fluent商业软件进行动网格仿真过程中很难准确仿真机弹分离过程中的导弹6dof飞行同时弹翼相对于弹体展开过程的问题，通过带相对运动的动网格仿真，实现了在商业软件中对机弹分离+弹翼展开的过程进行准确的动网格仿真模拟。

技术领域

本发明涉及流体仿真技术领域，具体为一种机弹分离和弹翼展开过程的动网格仿真模拟方法。

背景技术

在航空航天领域，机弹分离问题是尤其重要的，机弹分离的安全性，直接关系到载机的安全。因此，科研人员在进行设计的时候，会采用动网格方法计算分析导弹与载机分离后导弹的轨迹和姿态变化，确保载机的安全。

为了便于储藏，便于安装，导弹往往会采用弹翼折叠的挂载方式，导弹从载机下方发射后，弹翼展开，在控制系统的作用下飞行或者无控飞行。

导弹发射后，弹翼展开，同时导弹做6dof运动，整个过程是很难进行模拟的，有些科研人员采用自己编写的软件来计算机弹分离过程中导弹的位移和姿态。而在工程中，工程人员经常使用商业软件如fluent进行计算，但是使用fluent商业软件无法准确的获得机弹分离过程中弹的受力情况，因为机弹分离过程中，存在弹体做6dof运动以及弹翼做相对与弹体的运动，但fluent软件仅计算弹体的受力，不计算弹翼的受力，所以采用fluent软件很难准确的模拟导弹6dof分离同时弹翼相对于弹体展开的过程。而弹翼展开的过程发生在机弹分离的初期，导弹与载机之间存在很强的气动干扰，所以需要比较准确的模拟机弹分离的过程，为气动和控制设计提供参考。

发明内容

针对工程应用中采用fluent商业软件进行动网格仿真过程中很难准确仿真机弹分离过程中的导弹6dof飞行同时弹翼相对于弹体展开过程的问题，本发明提出一种机弹分离和弹翼展开过程的动网格仿真模拟方法，通过带相对运动的动网格仿真，实现对机弹分离+弹翼展开的过程进行动网格仿真模拟，例如用于周向折叠弹翼展开、轴向折叠翼展开、上单或下单翼折叠机翼展开等，为工程人员提供更加可靠的仿真数据。

本发明的技术方案为：

步骤1：根据待分析导弹的尺寸参数，在三维构型软件中绘制待分析导弹的三维模型；所述三维模型包括弹体、折叠弹翼、弹翼转动机构的三维模型；

步骤2：在三维模型中将弹翼转动机构去除，仅留下弹体和折叠弹翼；

步骤3：在三维构型软件中单独对弹体三维模型建立计算域1，计算域1包括弹体壁面和弹体嵌套网格边界，并导出为.stp格式的文件；在三维构型软件中单独对折叠弹翼三维模型建立计算域2，计算域2包括弹翼壁面和弹翼嵌套网格边界，并导出为.stp格式的文件；在三维构型软件中建立压力远场计算域3，并导出为.stp格式的文件，计算域3的尺寸包围整个计算域1和计算域2；

步骤4：将弹体的.stp文件导入前处理软件中划分网格，将弹体壁面、弹体嵌套网格边界、以及弹体壁面与弹体嵌套网格边界之间的区域定义为不同的part，并分别命名，导出为弹体.msh文件；将弹翼的.stp文件导入前处理软件中划分网格，将弹翼壁面、弹翼嵌套网格边界、以及弹翼壁面与弹翼嵌套网格边界之间的区域定义为不同的part，并分别命名，导出为弹翼.msh文件；将压力远场的.stp文件导入前处理软件中划分网格，将压力远场边界和压力远场内部的区域定义为不同的part，并分别命名，导出为压力远场.msh文件；

步骤5：将压力远场.msh文件作为背景网格导入CFD软件中，再将弹体.msh和弹翼.msh作为组件网格导入CFD软件中；在CFD软件中设置来流条件、湍流模型、边界条件，初始化后进行定常计算，获得稳定的初始流场，作为进行非定常计算的初始值；