[发明专利]一种用于计算能量注入高速流场的处理系统及方法

权利要求书

1.一种用于计算能量注入高速流场的处理方法，其特征在于，所述用于计算能量注入高速流场的处理方法使用用于计算能量注入高速流场的处理系统，包括：

网格读取模块、中断控制模块、精度实现模块、模型建立模块、模型集成模块、能量沉积模块、数据处理模块；

网格读取模块：用于读取其他商业网格生成软件输出的网格文件；

中断控制模块：用于随时中断计算，无惧断电意外情况，可加载上次计算结果开始计算，也可从初始状态开始计算；

精度实现模块：包括时间精度实现单元与空间精度实现单元；用于实现时间、空间二阶精度；

模型建立模块：用于利用Park方法建立振动松弛模型；

模型集成模块：用于集成十一组元化学动力学模型；

能量沉积模块：用于更改能量沉积参数；

数据处理模块：支持常用后处理软件，用于利用数据后处理软件直接查看、处理系统输出的数据；

所述模型建立模块包括：

综合考虑平动、转动、振动和电子能量模式之间的能量交换，利用Park双温模型，引入平动-转动温度和振动-电子温度分别表征平动-转动和振动-电子能量；控制方程组中含有两个能量守恒方程，即振动-电子能方程和总能方程；在振动-电子能方程中，采用Park的方法建立振动松弛模型；

所述模型集成模块包括：

集成十一组元化学动力学模型；同时控制方程组含有各个组元的质量守恒方程，囊括各组元的质量扩散项以及各组元的质量生成率，采用Dunn Kang反应模型，计及20个基元反应；

所述计算能量注入高速流场的处理方法具体包括以下步骤：

步骤一，将软件包复制到工作文件路径下，检查软件包文件V1.0_part1和V1.0_part2；

步骤二，将文件夹V1.0_part1内的恢复数据文件Q_data.DAT复制到文件夹V1.0_part2内；将计算得到的流场数据，作为能量注入计算的初始状态；

步骤三，计算能量注入条件下的流场数据，利用后处理软件查看计算得到的能量注入条件下的流场数据；

步骤一中，所述软件包文件V1.0_part1和V1.0_part2包括：

文件夹V1.0_part1和V1.0_part2中含有网格文件、Fortran源代码文件；网格文件扩展名为x，Fortran源代码文件扩展名为f或f90；

V1.0_part1和V1.0_part2中的Fortran源代码文件基本一致，唯一不同在于：V1.0_part1和V1.0_part2含有的LUSGS.f90代码不同；

V1.0_part1用于计算初始流场状态，不含能量注入过程，因此，体热源QLASER设为0；

V1.0_part2用于计算能量注入对流场的影响规律，含有能量注入过程；在V1.0_part2文件夹中，LUSGS.f90代码中可找到能量沉积模块，能量沉积位置参数X0，表征能量沉积位置，默认值为-0.4m；型位参数LEN表征能量沉积所遵循的高斯分布规律，默认值为0.02m；在体热源QLASER赋值表达式中，默认幅值为5.0e8 W/m³；

如果非首次计算，文件夹V1.0_part1和V1.0_part2还可能包含上次中断计算时保存的恢复数据文件Q_data，Q_data扩展名为dat。

2.如权利要求1所述的用于计算能量注入高速流场的处理方法，其特征在于，所述精度实现模块包括：

时间精度实现单元：用于利用双时间步法实现时间二阶精度，可设定物理时间层和虚拟时间层的迭代次数；

空间精度实现单元：用于利用隐式AUSM类格式对控制方程进行求解，结合LUSGS方法，得到空间二阶精度；流场为二维轴对称空间拓扑结构。

3.如权利要求1所述的用于计算能量注入高速流场的处理方法，其特征在于，所述能量沉积模块包括：

可随时更改能量沉积参数；首先计算没有能量注入流场时的初始流场；当初始流场收敛后，再增加能量沉积模块计算能量注入流场过程。