[发明专利]一种飞行器热密封结构内部流动传热的确定方法

权利要求书

1.一种飞行器热密封结构内部流动传热的确定方法，其特征在于每个计算周期执行如下步骤：

(1)、获取当前实际飞行条件，建立飞行器整体的有限元分析模型，计算实际飞行条件下飞行器整体的周边流场，并获取所关注热密封结构的边界层内空间流场的物理参数，所述实际飞行条件包括来流压力、温度、密度、速度矢量以及飞行器外形，所述物理参数包括压力、温度、密度、速度矢量；

(2)、根据所关注热密封结构的几何尺寸，建立以“外部流场空间、热密封结构流道、飞行器内腔及出口”为边界的热密封结构有限元空间流场计算模型；

(3)、以步骤(1)所得到所关注热密封结构的边界层内空间流场的物理参数，作为外部流场输入条件，代入热密封结构有限元空间流场计算模型，设置仿真粒子权重，采用DSMC方法，计算得到所关注热密封结构的内部空间流场的物理参数，直至流场稳定之后进入步骤(4)；所述热密封结构的内部空间流场的物理参数包括压力、温度、密度、Knudsen数分布；

(4)、检查热密封结构的内部空间流场的Knudsen数分布，如果步骤(3)计算得到的稳定流场是有效的，则从中提取所关注热密封结构内部空间流场的物理参数，作为飞行器热密封结构内部流动传热仿真结果，结束；否则，保留DSMC方法当前计算状态；进入步骤(5)；

(5)、对空间流场计算模型进行修正，采用修正后的空间流场计算模型，从步骤(4)保留的DSMC方法当前计算状态开始，继续采用DSMC方法，计算得到所关注热密封结构内空间流场的物理参数，直至流场稳定之后，再次回到步骤(4)。

2.根据权利要求1所述的一种飞行器热密封结构内部流动传热的确定方法，其特征在于所述步骤(1)采用基于Navier-Stocks的计算方法，计算飞行器整体的周边流场。

3.根据权利要求1所述的一种飞行器热密封结构内部流动传热的确定方法，其特征在于所述步骤(3)流场稳定的判断原则是：流场中仿真粒子总数基本不再随计算时长改变，粒子总数的变化率绝对值不超过0.2/s。

4.根据权利要求1所述的一种飞行器热密封结构内部流动传热的确定方法，其特征在于所述步骤(5)采用如下两种手段或者其中任意一种对空间流场计算模型进行修正：

①加密热密封结构有限元空间流场计算模型中Knudsen数1的局部区域网格；②降低DSMC仿真粒子权重。

5.根据权利要求1所述的一种飞行器热密封结构内部流动传热的确定方法，其特征在于所述DSMC仿真粒子权重的初始化值不低于热密封结构有限元空间流场计算模型的计算网格总数的20倍。

6.根据权利要求1所述的一种飞行器热密封结构内部流动传热的确定方法，其特征在于所述热密封结构流道最宽处不大于5mm。

7.根据权利要求1所述的一种飞行器热密封结构内部流动传热的确定方法，其特征在于如果不存在Knudsen数预设门限的区域，则认为步骤(3)计算得到的稳定流场是有效的，否则，认为步骤(3)计算得到的稳定流场不是有效的。

8.根据权利要求7所述的一种飞行器热密封结构内部流动传热的确定方法，其特征在于所述步骤(4)中Knudsen数分布预设门限为1～10。