[发明专利]基于确定发动机入口边界条件的气动分析方法及装置

说明书

本申请公开了一种基于确定发动机入口边界条件的气动分析方法及装置，基于发动机入口的结构特点，针对相关技术中发动机入口边界条件简单粗暴，无法考虑数值模拟过程中特殊情况的问题，鲁棒性差的问题，本专利综合考虑了数值模拟过程中出现的各种意外情况和噪点，对不同的流态采取不同的处理方式，从而提高了数值模拟的鲁棒性。

技术领域

本申请属于计算流体力学领域，特别涉及一种基于确定发动机入口边界条件的气动分析方法及装置。

背景技术

通常情况下，涉及计算流体力学（Computational Fluid Dynamic, CFD）数值模拟的气动分析过程，都只能考虑真实物理区域的一部分，物理区域的截断会产生一个人工边界，这就需要在边界上指定某些物理量的值，这些物理量以及物理量的值，即为边界条件。

在气动分析过程中，对边界条件的处理必须特别注意，若设定了不合适的边界条件，将会导致对真实系统的不正确模拟，进而得到结果的收敛速度和稳定性也有很大影响，此外，还有可能导致其他方面的负面影响。

发明内容

为了解决所述现有技术的不足，本申请提供了一种基于确定发动机入口边界条件的气动分析方法及装置，基于发动机入口的结构特点，针对相关技术中发动机入口边界条件简单粗暴，无法考虑数值模拟过程中特殊情况的问题，鲁棒性差的问题，本专利综合考虑了数值模拟过程中出现的各种意外情况和噪点，对不同的流态采取不同的处理方式，从而提高了数值模拟的鲁棒性。

本申请所要达到的技术效果通过以下方案实现：

第一方面，本说明书提供一种基于确定发动机入口边界条件的气动分析方法，其特征在于，所述方法包括：

获取发动机的模型，其中，所述发动机包括相连的入口和本体，所述模型至少表示出所述发动机的入口的结构，所述入口和所述本体之间的边界面为入口边界面；所述入口周围的至少部分流场被划分为若干个网格单元；

从所述若干个网格单元中，确定出构成所述入口边界面的网格单元，作为目标单元；

根据所述目标单元的质心对应的流速，确定目标面的面心对应的流速；其中，所述质心对应的流速是气流流经所述质心时的流速，其中，所述目标面是所述目标单元上构成所述入口边界面的面；

若所述面心对应的流速的方向与气流流经所述发动机的方向相同，则根据所述面心对应的流速与所述面心对应的声速的大小关系，判断所述面心对应的流速是否为亚声速；

若否，则根据所述质心对应的压力、所述面心对应的流速以及所述面心对应的声速，在假设所述入口边界面处存在激波的情况下，确定出所述激波的波后压力；

根据所述波后压力，确定所述入口边界面的边界条件；其中，所述波后压力表示出所述假设是否为真；

根据所述边界条件，进行气动分析。

在本说明书一个可选的实施例中，根据所述目标单元的质心对应的流速，确定所述面心对应的流速，包括：

确定气流流经所述目标单元的质心时的流速，作为质心流速；

确定所述面心指向背离所述入口一侧的法向量；

将所述质心流速在所述法向量上的投影，确定为所述目标面的面心对应的流速。

在本说明书一个可选的实施例中，所述方法还包括：

若所述面心对应的流速的方向与气流流经所述发动机的方向不相同，则将所述发动机的壁面边界条件，确定为所述入口边界面的边界条件。

在本说明书一个可选的实施例中，所述壁面边界条件包含以下至少一种：

所述面心对应的气体密度与所述质心对应的气体密度相等；