[发明专利]一种非稳态情况下飞行器空气舵缝隙的气动热评估方法

权利要求书

1.一种非稳态情况下飞行器空气舵缝隙的气动热评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、利用有限体积法或有限差分法数值求解飞行器流场的N－S方程，获得飞行器外壁表面热流，并获取残差收敛曲线；

步骤二、对飞行器空气舵与舱体之间的缝隙内是否存在非定常效应进行判断，如果空气舵缝隙区域流动存在非定常效应，则进入步骤三；如果空气舵缝隙区域流动不存在非定常效应，则进入步骤五；

步骤三、在空气舵缝隙内选取特征点，对若干周期内定常计算方法获得的热流数据进行平均处理得到空气舵缝隙区域在特征点处的平均热流结果；

步骤四、采用非定常计算方法获得步骤三中选取的特征点处若干周期内的平均热流结果，对比特征点处非定常计算方法和定常计算方法的热流结果：如果非定常计算方法的平均热流结果小于定常计算方法的平均热流结果或非定常计算方法的平均热流结果与定常计算方法的平均热流结果的偏差在设定的范围以内，以步骤三计算得到的平均热流结果作为空气舵缝隙区域的热流结果，则进入步骤五；

步骤五、获得空气舵缝隙区域的干扰因子，对舵偏变化范围进行分段，利用曲线拟合方法获得干扰因子关于舵偏变化的分段解析函数曲线；干扰因子指空气舵缝隙区域的热流结果与非干扰热流结果的比值；

步骤六、将步骤五中获得的干扰因子关于随舵偏变化的分段解析函数曲线嵌入到气动热工程计算程序中，计算获得飞行器在设定的弹道时间段内的空气舵缝隙区域热环境曲线。

2.根据权利要求1所述的一种非稳态情况下飞行器空气舵缝隙的气动热评估方法，其特征在于：所述步骤二对飞行器空气舵与舱体之间的缝隙内是否存在非定常效应进行判断的具体判断方法如下：

根据残差收敛曲线进行流场收敛情况判断，如果残差曲线下降4～5个量级，则表明飞行器表面的气动热计算结果收敛，则空气舵缝隙区域流动不存在非定常效应；

如果残差曲线下降小于3个量级，则结合热流计算结果进行判断，判断方法如下：按照设定的步数输出空气舵缝隙区域的热流分布云图，观察热流分布云图是否随计算步数的变化呈周期性的变化，如果呈周期性变化则认为空气舵缝隙区域流动存在非定常效应；如果不呈周期性变化则认为空气舵缝隙区域流动不存在非定常效应。

3.根据权利要求1所述的一种非稳态情况下飞行器空气舵缝隙的气动热评估方法，其特征在于：所述步骤二对飞行器空气舵与舱体之间的缝隙内是否存在非定常效应进行判断的具体判断方法如下：

根据残差收敛曲线进行流场收敛情况判断，如果残差曲线下降4～5个量级，则表明飞行器表面的气动热计算结果收敛，则空气舵缝隙区域流动不存在非定常效应；

如果残差曲线下降小于3个量级，则结合热流计算结果进行判断，判断方法如下：通过输出空气舵缝隙区域固定位置处点的随计算步数变化的热流曲线，观察热流曲线是否随计算步数呈周期性变化，若呈周期性变化，则认为空气舵缝隙区域流动存在非定常效应；如果不呈周期性变化则认为空气舵缝隙区域流动不存在非定常效应。