[发明专利]一种飞行器动态气动特性模拟的迭代推进扰动域更新方法

权利要求书

1.一种飞行器动态气动特性模拟的迭代推进扰动域更新方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：读入数据，包括飞行器流场的网格、预设计算域、边界条件和计算设置；

S2：根据来流条件或根据给定流场，对所述预设计算域中的流场进行初始化；

S3：根据流场初始化方式，建立非定常动态计算域、对流动态计算域和粘性动态计算域；

S4：将求解所需存储的数据分为两类；第一类数据是单元的固有信息，采用静态数据结构存储所述预设计算域中所有网格单元的信息，包括网格坐标以及当前时刻和上两个时刻的流场变量；第二类数据是与求解更新相关的信息，采用动态数据结构仅存储所述对流动态计算域内网格单元的信息，包括守恒量更新量和当地迭代步长；

S5：根据边界条件类型，为边界虚网格的守恒量赋值；

S6：将流动控制方程的残差项分为无粘项与粘性项两类；其中，所述无粘项包括对流通量和迭代推进法的源项，所述无粘项在对流动态计算域中计算；所述粘性项包括粘性通量和湍流模型方程源项，所述粘性项在粘性动态计算域中计算；

S7：在所述对流动态计算域中，求解守恒量更新量，更新当前时刻的流场变量；

S8：对所述对流动态计算域的所有边界单元逐个判断是否已受到无粘扰动；若是，则执行步骤S9；若否，则返回步骤S8，对所述对流动态计算域的下一边界单元进行判断；遍历所述对流动态计算域的所有边界单元后，执行步骤S10；

S9：衡量无粘扰动的传播方向，并将该边界单元的紧邻单元中位于传播方向上的单元分别纳入所述对流动态计算域和所述非定常动态计算域，返回步骤S8，对所述对流动态计算域的下一边界单元进行判断；

S10：判断所述非定常动态计算域是否有所增大；若是，则执行步骤S11和步骤S12；若否，则执行步骤S12；

S11：根据所述非定常动态计算域，重新分配所述第二类数据的存储空间；

S12：对所述对流动态计算域的所有边界单元逐个判断是否同时满足已收敛、位于可压缩流动中、位于最上游以及不再受所述对流动态计算域中其他单元的影响四个条件；若是，则执行步骤S13；若否，则返回步骤S12，对所述对流动态计算域的下一边界单元进行判断；遍历所述对流动态计算域的所有边界单元后，执行步骤S15；

S13：将该边界单元从所述对流动态计算域中移除，并判断该边界单元是否存在于所述粘性动态计算域中；若是，则执行步骤S14；若否，则返回步骤S12，对所述对流动态计算域的下一边界单元进行判断；

S14：将该边界单元从所述粘性动态计算域中移除，返回步骤S12，对所述对流动态计算域的下一边界单元进行判断；

S15：对所述粘性动态计算域的所有边界单元逐个判断是否受粘性效应主导；若是，则执行步骤S16；若否，则返回步骤S15，对所述粘性动态计算域的下一边界单元进行判断；遍历所述粘性动态计算域的所有边界单元后，执行步骤S17；

S16：将该边界单元的紧邻单元中位于所述对流动态计算域中的单元纳入所述粘性动态计算域，返回步骤S15，对所述粘性动态计算域的下一边界单元进行判断；

S17：判断内迭代是否达到收敛条件；若是，则执行步骤S18；若否，则返回步骤S5，进入内迭代下一迭代步的计算，重复执行步骤S5～S17；

S18：利用物理时间导数衡量非定常效应的影响，对所述非定常动态计算域的所有边界单元逐个判断是否不再受非定常效应主导；若是，则执行步骤S19；若否，则返回步骤S18，对所述非定常动态计算域的下一边界单元进行判断；遍历所述非定常动态计算域的所有边界单元后，执行步骤S20；

S19：将该边界单元从所述非定常动态计算域中移除，返回步骤S18，对所述非定常动态计算域的下一边界单元进行判断；

S20：判断所述非定常动态计算域是否有所缩小；若是，则执行步骤S21和步骤S22；若否，则执行步骤S22；

S21：根据所述非定常动态计算域，重新分配所述第二类数据的存储空间；

S22：更新上两个时刻的流场变量，将所述对流动态计算域重置为所述非定常动态计算域的范围，将所述粘性动态计算域重置为所述对流动态计算域中粘性效应起主导作用的区域；

S23：判断是否达到指定的末态物理时刻；若是，则执行步骤S24；若否，则返回步骤S5，进入下一物理时刻的计算，重复执行步骤S5～S23；

S24：输出结果。