[发明专利]基于压力的特征线法中无激波压力最速上升曲线的求解方法

摘要

本发明提供一种基于压力的特征线法中无激波压力最速上升曲线的求解方法，首先通过二分法给定待求解壁面点的压力值，然后根据特征线法中的单元求解过程得到该壁面点的位置坐标和流动参数，并求解由该壁面点发出的马赫波线上的所有点的位置坐标以及流动参数。根据求解得到的马赫线与马赫波初始线的末端点的位置关系，判断初次给定的壁面点的压力值是否满足要求，如不满足要求，再次使用二分法重新确定该壁面点压力值，重复上述过程，直至满足要求。采用相同的方法求解出全流场内所有壁面点和内部点的位置坐标和流动参数，求得整个无激波压力最速上升流场，对应的流场壁面的压力曲线为无激波压力最速上升曲线。利用本发明可求解得到使特征线恰不相交的压力最速上升曲线。

主权项

1.一种基于压力的特征线法中无激波压力最速上升曲线的求解方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.给定马赫波初始线A‑FP，其中，点A为马赫波初始线的起始点，同时也是无激波压力最速上升流场壁面的起始壁面点，为给定值；点FP为马赫波初始线的末端点，为给定值；对线A‑FP进行均匀离散得到一系列的离散点，得到的离散点为A、点A1、点A2……点FP；离散得到的线A‑FP上的各离散点的位置坐标和流动参数均为已知条件，来流条件为已知条件，其中，离散点的坐标(x,y)，流动参数包括离散点的静压p、速度v、密度ρ、马赫数Ma、静温T、流动方向角θ；来流条件包括静压P，密度ρ，静温T以及马赫数Ma；S2.基于二分法初次确定第一个待求解的壁面点B0的压力值，其中：待求解的壁面点B0为起始壁面点A的下游壁面点；S3.根据特征线法中基于压力的特征线壁面点的预估‑校正方法，利用起始壁面点A和与起始壁面点A相邻的内部点A1求解壁面点B0的位置和流动参数；S4.基于有旋特征线的内部点求解方法，利用壁面点B0以及点A2作为上游相邻特征点，求解由点B0发出的马赫波线上的点B1的位置坐标以及流动参数；接着利用点B1以及点A3作为上游相邻特征点，求解由点B0发出的马赫波线上的点B2的位置坐标以及流动参数，利用点B2以及点A4作为上游相邻特征点，求解由点B0发出的马赫波线上的点B3的位置坐标以及流动参数，依次类推，直至求得以点FP为上游点求解得到由点B0发出的马赫波线上的最后一个内部点Bn的位置坐标以及流动参数，至此得到从壁面点B0发出的马赫波线上点B1、点B2、点B3……点Bn的位置坐标和流动参数，依次光滑连接壁面点B0、点B1、点B2、点B3……点Bn所得到的线即是从壁面点B0发出的马赫波线；S5.通过S4中得到的由壁面点B0发出的马赫波线与马赫波初始线末端点FP的位置关系，判断S2中初次确定的壁面点B0的压力值是否满足要求，如果不满足要求，则返回S2，基于二分法重新给定壁面点B0压力值，并按照S3、S4中的方法重新计算由壁面点B0发出的马赫波线上的点，直至给定的壁面点B0的压力值满足要求为止，输出最终满足要求的壁面点B0的位置坐标和流动参数，以及由壁面点B0发出的马赫波线上所有点的位置坐标和流动参数；S6.采用S2至S5中相同的方法求解下一个待求解的壁面点的位置坐标和流动参数，以及由该壁面点发出的马赫波线上所有点的位置坐标和流动参数；依次类推，直至求解出流场内的所有点，该流场即为无激波压力最速上升流场，对应的流场壁面的压力曲线为无激波压力最速上升曲线。