[发明专利]一种被隐区域有内热源的二维热隐身斗篷设计方法

摘要

本发明涉及一种被隐区域有内热源的二维热隐身斗篷设计方法，包括：建立二维坐标系x‑y并确定该坐标系所围区域为设计区域；设定边界条件，并根据所述边界条件分别求解Z1区无内热源时设计区域的背景温度场和Z1区有内热源时的温度分布；分别求解Z2、Z3区热源的直接问题、伴随问题、目标函数的导数、共轭系数、迭代方向系数、敏感度问题、迭代步长以及目标函数，并更新Z2、Z3区热源分布；计算Z2区和Z3区的复合目标函数。本发明根据被隐区域的内热源和背景温度场在设计区域内施加热源建立隐身斗篷以实现隐身功能。

主权项

1.一种被隐区域有内热源的二维热隐身斗篷设计方法，包括：步骤S100：建立二维坐标系x‑y并确定该坐标系所围区域为设计区域；所述设计区域分为被隐区域Z1、设计热源区Z2和Z3以及背景区域Z4；步骤S200：设定边界条件，并根据所述边界条件分别求解Z1区无内热源时设计区域的背景温度场T_g1和Z1区有内热源时的温度分布T_g2；当Z1区无内热源时，稳态无热源热传导控制方程为：其中，T为设计区域的温度，k为设计区域的导热系数；当Z1区有内热源时，稳态有热源热传导控制方程为：其中，T为设计区域的温度，k为设计区域的导热系数，Φ为热源强度；步骤S300：结合Z2区和Z3区热源强度值迭代更新后的值求解Z2区热源的直接问题获得全设计区域温度场T_c；求解Z2区热源的伴随问题以获得拉格朗日乘数分布；求解Z2区目标函数的导数、共轭系数以及Z2区热源迭代方向系数；求解Z2区热源的敏感度问题获得温度扰动分布；求解Z2区热源迭代步长，并更新Z2区热源分布；步骤S400：将步骤S300求解所得全设计区域温度场T_c代入Z2区目标函数，若所求函数值足够小到满足用户需要的精度，则进行下一步骤计算，否则返回步骤S300进行新一轮计算；步骤S500：将Z2和Z3区热源强度值迭代更新后的值代入Z3区热源的直接问题方程，更新全设计区域温度场T_c；求解Z3区热源的伴随问题以获得拉格朗日乘数分布；求解Z3区目标函数的导数、共轭系数以及Z3区热源迭代方向系数；求解Z3区热源的敏感度问题获得温度扰动分布；求解Z3区热源迭代步长，更新Z3区热源分布；步骤S600：将步骤S500求解所得全设计区域温度场T_c代入Z3区目标函数，若所求函数值足够小到满足用户需要的精度，则进行下一步骤计算，否则返回步骤S500进行新一轮计算；步骤S700：计算Z2区和Z3区的复合目标函数，若该函数值足够小到满足用户需要的精度，则输出Z2和Z3区热源，对其进行局部均匀化，否则返回步骤S300，对Z2和Z3区热源进行新一轮计算更新，直至满足用户需要的精度。