[发明专利]一种复杂外形的高超声速边界层转捩判定方法

权利要求书

1.一种复杂外形的高超声速边界层转捩判定方法，其特征在于步骤如下：

（1）基于风洞来流条件和模型缩比，利用数值模拟初步计算复杂外形测试面的转捩形状和位置；

（2）根据步骤（1）中计算的复杂外形测试面的转捩形状和位置结合飞行器的外形，沿流向阵列式布置薄膜电阻温度计，其中阵列式布置包含平行流向的母线数量及每条母线上的薄膜电阻温度计位置即测点和数量；

（3）开展风洞测热实验，取得测试面上不同母线的热流分布；

（4）基于风洞来流条件，计算全层流和全湍流两种条件下测试面上不同母线的热流分布；

（5）针对每条母线分别按照下述处理确定每条母线的转捩位置：

将步骤（3）中得到某一条母线的热流分布首先与步骤（4）中全层流条件下对应母线的热流分布沿流向进行比对，当该母线上第一次出现某一测点的比对差异超出预设的范围时，则该测点为该条母线转捩起始位置；

从上述确定的转捩起始位置开始，将该条母线步骤（3）中得到的热流分布与全湍流条件下的热流分布沿流向进行比对，当该母线上第一次出现某一测点的比对差异进入预设的范围时，则该测点为该条母线转捩终止位置；

（6）根据步骤（5）中确定的每条母线上的转捩起始位置和或转捩终止位置，将每个转捩起始位置和或终止位置连线，并做平滑处理，最终获得复杂外形的转捩形状线和位置。

2.一种复杂外形的高超声速边界层转捩判定方法，其特征在于步骤如下：

（1）基于风洞来流条件和模型缩比，利用数值模拟初步计算复杂外形测试面的转捩形状和位置；

（2）根据步骤（1）中计算的复杂外形测试面的转捩形状和位置结合飞行器的外形，沿流向阵列式布置薄膜电阻温度计，其中阵列式布置包含平行流向的母线数量及每条母线上的薄膜电阻温度计位置即测点和数量；

（3）开展风洞测热实验，取得测试面上每个测点的热流时间序列信号；

（4）基于风洞来流条件，计算全层流和全湍流两种条件下测试面上每个测点的热流时间序列信号；

（5）针对每条母线分别按照下述处理确定每条母线的转捩位置：

将步骤（3）中得到某一条母线的每一个测点的热流时间序列信号记为曲线A、步骤（4）中全层流条件下对应母线上对应测点的热流时间序列信号记为曲线B并为曲线B设置误差带；步骤（4）中全湍流条件下对应母线上对应测点的热流时间序列信号记为曲线C并为曲线C设置误差带；

沿流向将曲线A与曲线B进行比对，当第一次出现曲线A落入曲线B误差带的比例小于预设的值时，该曲线A对应的测点即为该条母线的转捩起始位置；

沿流向将曲线A与曲线C进行比对，当第一次出现曲线A落入曲线C误差带的比例大于预设的值时，该曲线A对应的测点即为该条母线的转捩终止位置；

（6）根据步骤（5）中确定的每条母线上的转捩起始位置和或转捩终止位置，将每个转捩起始位置和或终止位置连线，并做平滑处理，最终获得复杂外形的转捩形状线和位置。

3.一种复杂外形的高超声速边界层转捩判定方法，其特征在于：

首先分别利用权利要求1和2得到两组结果，利用两组结果对每条母线的转捩位置进行验证，当某一母线的结果不一致时，对该条母线重复权利要求1或2的内容进行重新验证或者选择权利要求1的结果作为最终结果。

4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：相邻母线沿展向间距不小于10mm。

5.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：每条母线上的测点位置至少包括步骤（1）中确定的转捩起始点、转捩终止点、展向转捩线偏折点、转捩起始点上游位置、转捩终止点下游位置。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤（4）中的风洞来流条件为步骤（3）中风洞测热实验确定的风洞来流条件。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤（1）中的风洞来流条件为风洞实验前预估的风洞来流条件。