[发明专利]用于获得飞机部件气动载荷的方法和系统

摘要

本发明涉及用于获得飞机部件气动载荷的方法和系统。该方法包括：输入飞机部件外形数模、压力分布数据库和计算工况；结合飞机部件外形数模和压力分布数据库，采用网格化向量法获得力系数与力矩系数数据库；基于力系数与力矩系数数据库，插值获得计算工况下的力系数与力矩系数，进而获得飞机部件气动载荷。本发明的用于获得飞机部件气动载荷的方法和系统能起到以下有益技术效果：数学原理正确，实施操作容易便捷，对于处理飞机不规则结构的气动载荷具有显著的优越性，提高工作效率；适用于飞机任何部件的气动载荷求解，并且能够考虑飞机外形，优于传统的剖面积分法。

主权项

1.一种用于获得飞机部件气动载荷的方法，包括：输入飞机部件外形数模、压力分布数据库和计算工况；结合所述飞机部件外形数模和所述压力分布数据库，采用网格化向量法获得力系数与力矩系数数据库；基于所述力系数与力矩系数数据库，插值获得所述计算工况下的力系数与力矩系数，进而获得飞机部件气动载荷；其中，采用网格化向量法获得力系数与力矩系数数据库包括：对所述飞机部件外形数模进行网格化以获取网格点库和铰链轴点；基于所述网格点库和所述铰链轴点获得网格中心，构造出基础向量，每个网格的基础向量包括：由四个网格点构成且能够代表网格分块的两个个向量、由铰链轴上的任意两个点构成的铰链轴向量和网格中心点与任一铰链轴点构成的向量；基于所述压力分布数据库，以网格中心点坐标为插值变量，插值获得网格中心处压力数据；基于构造出的基础向量，通过空间向量法获得网格气动力与力矩的几何要素；基于网格中心处压力数据与网格气动力与力矩的几何要素，利用力与力矩公式求解出各个网格的气动载荷，力与力矩公式为，，其中，为力，M为力矩，为动压，为压力系数，为面积，为单位法向向量，为气动力与铰链轴的夹角，为气动力到铰链轴的距离，即网格气动力力臂；对各个网格的气动载荷进行积分以获得飞机部件气动载荷；对所述飞机部件气动载荷进行无量纲化以构造出所述力系数与力矩系数数据库，无量纲化公式为，其中，和 分别为力系数与力矩系数，为力，为动压；为参考面积，M为力矩，为参考长度。