[发明专利]旋转条件下的动导数计算检测方法及动导数风洞试验方法

说明书

本发明提供了一种旋转条件下的动导数计算检测方法及动导数风洞试验方法，包括：流场解算步骤：根据需要计算的动导数计算公式，选择相应的确定运动规律，根据所述运动规律，对旋转复合振荡的耦合运动进行流场解算，获得计算结果；动导数数据计算步骤：根据所述计算结果，利用动导数计算公式及相应的运动规律，计算获得周期平均动导数数据。本发明首次设计了考虑旋转角速度的旋转复合振荡的耦合运动，巧妙利用Fourier展开和三角函数系的正交性，建立了一种旋转条件下的动导数计算方法，本发明全面考虑旋转非定常效应，提高了数学模型精度，为解决旋转飞行器关键飞行问题提供了技术基础。

技术领域

本发明涉及动态气动特性领域，具体地，涉及一种旋转条件下的动导数计算检测方法及动导数风洞试验方法。尤其是，涉及一种旋转条件下的动导数计算检测方法。

背景技术

飞行器根据控制模式和用途的不同，经常全程或部分采用绕自身纵轴旋转的飞行方式，转速从几转/秒到上万转/秒。工程实际中，为了向制导控制系统描述飞行器的气动特性，需要对此进行建模。建模时一般将气动力分为定常和非定常两部分，非定常部分由动导数和相应变量的乘积和表述。由于计算手段和认识所限，一般绕自身纵轴旋转的飞行器，在计算动导数时并不计及旋转的影响，而是采用与非旋转飞行器同样的方法获得，这与实际情况是不符合的。动导数的计算偏差会给飞行器动态特性的评估和控制系统的设计带来误差，在关键点的精度降低甚至会导致飞行目的无法达成的严重后果。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种旋转条件下的动导数计算检测方法及动导数风洞试验方法。

根据本发明提供的一种旋转条件下的动导数计算检测方法，包括：

流场解算步骤：根据需要计算的动导数计算公式，选择相应的确定运动规律，根据所述运动规律，对旋转复合振荡的耦合运动进行流场解算，获得计算结果；

动导数数据计算步骤：根据所述计算结果，利用动导数计算公式及相应的运动规律，计算获得周期平均动导数数据。

优选地，所述计算结果包括以下任一个或任多个结果：密度、压强、速度。

优选地，所述动导数计算公式及相应的运动规律包括：

-周期平均纵向洗流时差导数计算公式及沿z轴的小振幅振荡运动规律；

-周期平均俯仰阻尼导数计算公式及小振幅俯仰振荡运动规律；或者

-周期平均滚转阻尼组合导数计算公式及小振幅滚转振荡运动规律。

优选地，周期平均纵向洗流时差导数计算公式及沿z轴的小振幅振荡运动规律包括：

沿z轴的小振幅振荡运动规律为：

其中

z表示气流坐标轴系oxyz的z坐标；气流坐标轴系oxyz为：原点o：质心；x轴正向：沿飞行速度方向；z轴正向：在飞行器对称面内垂直于ox轴指向下方；y轴正向：按照右手法则确定y轴正向；

z(t)表示t时刻的z坐标值；

t表示时间；

z₀表示振荡运动的振幅；

ω₁表示振荡运动的圆频率；

表示振荡运动的初始相位；

周期平均纵向洗流时差导数计算公式：