[发明专利]一种用于高超声速边界层转捩天地数据关联的方法

权利要求书

1.一种用于高超声速边界层转捩天地数据关联的方法，其特征在于，将高超声速边界层的转捩天地相关性函数采用Taylor级数展开，考虑各控制变量单独作用及各控制变量耦合作用对天地差异的影响，并利用地面风洞实验结果预测飞行条件下的高超声速边界层的转捩位置；

预测飞行条件下的高超声速边界层的转捩位置的具体方式是：计算得到飞行条件下的高超声速边界层的转捩雷诺数；

包括以下步骤：

S1，获得各控制变量独立作用的偏导数；

S2，获得各控制变量耦合作用的偏导数；

S3，利用地面转捩雷诺数和天地控制变量差异计算得到飞行条件下的高超声速边界层的转捩雷诺数；

所述控制变量的个数为5个，分别是头部钝度雷诺数、壁温比、马赫数、来流噪声、攻角，依次记为、、、、，高超声速边界层的转捩天地相关性函数记为：

，（3）；

其中，表示飞行条件下的高超声速边界层的转捩雷诺数，表示地面转捩雷诺数，表示高超声速边界层的转捩天地相关性函数；

步骤S3中，利用地面风洞实验条件下的头部钝度雷诺数、壁温比、马赫数、来流噪声、攻角，依次分别记为、、、、，获得地面转捩雷诺数，之后只需给出飞行条件下的头部钝度雷诺数、壁温比、马赫数、来流噪声、攻角，依次记为、、、、，将以上已知参数和得到的、代入公式

（4），再根据公式（3），即可获得真实飞行条件下的高超声速边界层的转捩雷诺数；

其中，表示各控制变量独立作用的偏导数，表示各控制变量耦合作用的偏导数；i=1,2,3,4或5，j=1,2,3,4或5，i≠j。

2.根据权利要求1所述的一种用于高超声速边界层转捩天地数据关联的方法，其特征在于，步骤S1和/或步骤S2中，利用地面实验数据集获得各控制变量独立作用的偏导数和/或各控制变量耦合作用的偏导数。

3.根据权利要求2所述的一种用于高超声速边界层转捩天地数据关联的方法，其特征在于，步骤S3中，地面转捩雷诺数和天地控制变量差异通过地面实验得到。

4.根据权利要求3所述的一种用于高超声速边界层转捩天地数据关联的方法，其特征在于，步骤S1中，在风洞实验时，仅令一个控制变量在一定范围内变化，保持其余四个控制变量不变，得到单独变化时不同的转捩雷诺数，使用Hermite多项式将获得的多个拟合成曲线，对曲线求导，即可获得；其中，i=1,2,3,4或5。

5.根据权利要求4所述的一种用于高超声速边界层转捩天地数据关联的方法，其特征在于，步骤S2中，在风洞实验时，令两个控制变量、分别变化，保持其余三个控制变量不变，获得多组转捩雷诺数；再使用NURBS法对横坐标为、纵坐标为、函数值为的数据矩阵进行曲面拟合，再对曲面求偏导，即可获得；然后变换i、j的值重复以上过程直至获得任意两个控制变量相组合的多组；其中，i=1,2,3,4或5，j=1,2,3,4或5，i≠j。