[发明专利]一种水滴初始释放区域确定方法及计算机可读存储介质

说明书

本申请实施例公开了一种水滴初始释放区域确定方法及计算机可读存储介质，涉及水滴撞击特性研究技术领域。该方法包括：在远场平面上的各第一网格处释放第一水滴；若确定第一水滴与物面发生碰撞，则将第一水滴所在的第一网格标记为初始释放网格；对每个第一网格中执行前述步骤，并将每个初始释放网格的总和确定为水滴初始释放区域；在初始释放网格中的各第二网格处释放加密后的第二水滴；若确定第二网格中释放的所有第二水滴均不与物面发生碰撞，则不将第二网格确定为水滴初始释放区域。通过上述方法，可以有效解决获取水滴收集率时的计算量大、计算步骤复杂、对于复杂构型的三维物体适应性较差等问题。

技术领域

本申请涉及水滴撞击特性研究技术领域，更具体地，涉及一种水滴初始释放区域确定方法及计算机可读存储介质。

背景技术

飞机穿越云层时，过冷水滴撞击到机体后，可能发生相变并导致结冰现象。结冰会改变飞机的外形与绕流流场，破坏气动性能，降低操纵性与稳定性，威胁飞行安全，严重时导致空难事故。水滴收集率可以定量表征撞击到物体上的水滴，是研究水滴撞击特性的重要参数。因此，水滴收集率可以用于研究飞机结冰特性，还可以用于飞机防除冰系统设计。

目前，可以采用数值模拟方法研究水滴收集率，其中，拉格朗日方法是研究水滴收集率的常用方法之一。利用拉格朗日方法，获得远场平面释放的水滴的运动轨迹，从而得到水滴撞击物面的情况。之后采用面积比法或粒子统计法得到水滴收集率。

粒子统计法根据远场平面释放的水滴的数量和位置，得到远场平面释放的水滴的浓度，根据物面收集的水滴的数量和位置，得到物面收集的水滴的浓度，再根据远场平面释放的水滴的浓度与物面收集的水滴的浓度，得到物面的水滴收集率。

现有技术在利用拉格朗日方法结合粒子统计法计算水滴收集率时，为保证物面的水滴收集率的获取精度，通常需要在远场平面处加密水滴，远场平面释放加密水滴的初始释放区域通常很大，以确保释放的加密水滴能覆盖物面待检测部分的全部区域，但现有技术的方法需要计算很大一片初始释放区域中的加密水滴的运动轨迹，计算量很大。

面积比法根据根据远场平面释放的水滴的运动轨迹，得到远场平面释放区域的面积与物面撞击区域的面积，再根据远场平面释放区域的面积与物面撞击区域的面积，得到物面的水滴收集率。

现有技术在利用拉格朗日方法结合面积比法计算水滴收集率时，存在计算步骤复杂、适应性差等问题。面积比法需要判断加密水滴撞击物面的撞击极限，在撞击区域内，还需要判断加密水滴分布形状，以及，需要在物面使用插值方法计算加密水滴的分布，计算步骤复杂。此外，面积比法适用于简单三维外形，对于复杂构型的三维物体适应性较差。如专利号为CN113486454B的文件中，虽然该方案对水滴的初始释放位置做出了改进，但该方案的改进是针对面积比法的水滴初始释放位置确定方法，需要精确确定撞击极限等参数，计算步骤复杂，更适用于简单三维外形，对于复杂构型的三维物体适应性较差。

因此，现有技术在获取水滴收集率时，存在计算量大、计算步骤复杂、对于复杂构型的三维物体适应性较差等问题。

发明内容