[发明专利]一种飞行器燃油系统重心位置的数字化实时确定方法

摘要

一种飞行器燃油系统重心位置的数字化实时确定方法，通过光滑核函数对描述燃油特性的连续函数进行核近似，采用粒子相关值的叠加求和代替核近似方程中相对应的积分项，实现燃油控制方程的粒子化近似，将连续的燃油离散化成一系列燃油粒子；解算燃油粒子控制方程时无需划分控制网格，规避了其他方法常见的网格畸变问题，且能够较精确捕捉燃油自由液面；根据飞行器飞行姿态相对应的油箱运动参数，实时解算各个时刻所有燃油粒子的空间坐标；依据所有燃油粒子的空间坐标实时计算燃油系统重心位置并输出燃油系统重心位置坐标随时间变化曲线，本发明提高了飞行器飞行过程中燃油系统重心位置实时解算效率和精度。

主权项

一种飞行器燃油系统重心位置的数字化实时确定方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据飞行器燃油系统贮油箱的实际结构尺寸，即总长、总宽、总高构建贮油箱结构的数字化模型；2)获取贮油箱内的燃油油量信息和初始时刻燃油液位信息；3)将贮油箱内的连续性燃油粒子化近似与离散成一系列具有独立质量的相互作用的燃油粒子，这些燃油粒子即为后续的解算对象，燃油粒子所占据的空间即为后续的粒子化燃油数字计算域；4)施加粒子化燃油数字计算域的边界条件；5)基于飞行器飞行姿态，确定燃油系统运动参数；6)实时解算粒子化燃油系统数字计算模型，即燃油粒子控制方程；7)实时解算燃油系统重心位置坐标(xt,yt,zt)；8)最终获取燃油系统重心位置坐标(xt,yt,zt)随时间的变化曲线，所述的步骤3)中连续性燃油粒子化近似与离散，包含以下步骤：3.1)采用光滑核函数对描述燃油特性的连续函数，即N‑S方程进行核近似；具体为采用下式对描述燃油特性的连续函数f(x)进行核近似：f(x)≈∫Ωf(x′)W(x-x′,h)dx′]]>其中，W为任一光滑核函数，h为决定光滑核函数支持域尺寸的光滑长度，x为核函数中心点燃油粒子的空间坐标，x’为燃油粒子x的支持域内其他任一燃油粒子的空间坐标，Ω为燃油粒子x的支持域，即粒子化燃油数字计算域；3.2)应用粒子近似对核近似方程进行近似估算，方法是采用核函数支持域内所有粒子相关值的叠加求和取代核近似方程中相对应的积分项；具体是将粒子j处的无穷小体元dx'用粒子j的体积ΔVj代替，实现方程的粒子化近似，则函数f(x)经过粒子化近似后的表达式为：f(x)≈Σj=1Nf(xj)W(x-xj,h)ΔVj]]>其中，N为离散后燃油粒子的总数，若粒子j的密度为ρj，则粒子j的质量mj＝ρj·ΔVj，函数f(x)进一步修改为则粒子i处描述燃油特性的连续函数f(x)的粒子化近似表达式为：<f(xi)>=Σj=1Nmjρjf(xj)W(xi-xj,h).]]>