[发明专利]一种航空飞行器结冰可靠性智能评估方法

权利要求书

1.一种航空飞行器结冰可靠性智能评估方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)根据航空飞行器亚跨超声速流气动力的需求，导入航空飞行器的几何模型和流体域模块，根据具体工况自动生成满足计算需求的最优化网格；

(2)根据航空飞行器亚跨超声速流气动力的需求，输入参数、导入并优化网格以及选择物理模型并采用Fluent流场求解器计算出气动力快速计算结果，所述输入参数包括马赫数、攻角、飞行高度、迭代步数；

(3)输入液滴直径分布、液滴密度、液滴流场耦合计算迭代次数、以及步骤(2)的计算结果建立液滴多相流计算过程，提取航空飞行器的水滴收集系数，用于后续自然冰型生长过程计算；

(4)根据航空飞行器水滴撞击特性计算结果模拟流场中水滴运动轨迹，求得水滴对航空飞行器的局部水滴收集系数，确定水滴的撞击特性，输入空气湿度、冰型生长总时间在结冰计算过程中对航空飞行器控制体应用质量和能量守恒方程，获得航空飞行器控制体上的结冰量，预测积冰形状，最后对结冰条件下的流场进行分析，获得飞机升力、阻力及压力系数；

(5)计算完一轮自然冰型后更新航空飞行器流场网格，再重复步骤(2)～(4)重新进行气动力计算、水滴收集系数计算和冰型生长计算迭代；

(6)批量输入马赫数、攻角、飞行高度参数按照步骤(1)～步骤(5)进行计算保存形成多工况处理的升力、阻力、力矩曲线，并插入报告形成结冰安全性评估。

2.根据权利要求1所述的一种航空飞行器结冰可靠性智能评估方法，其特征在于：还包括冰块脱离后的仿真预测，其步骤如下：

(1)构建选择冰块数据库，对于冰块脱落后的冰型建立常用冰型数据库，根据冰块数据库选择冰块类型和质量、释放位置坐标，并加载流场计算前处理中；

(2)参数化建模，根据需求可修改冰块的几何模型，基于冰块的几何模型可选择冰块类型和质量、设定释放位置、模型参数；建立高质量的重叠类型计算网格采用Fluent求解器开发专用的前处理流场模板；

(3)物理模型设置，基于Fluent开发三维动力简化模型，采用动量源项模型模拟发动机吸入及旋转流动效应；对于多冰粒运动轨迹、吸入过程模拟，基于冰块开发颗粒碰撞效应模拟模型三维动态流场；

(4)计算结果提取，基于Fluent求解器评估冰块吸入发动机的六自由度运动轨迹、运动速度、撞击位置、撞击时刻以及其动画效果。

3.根据权利要求2所述的一种航空飞行器结冰可靠性智能评估方法，其特征在于：还包括结冰安全性预报，其步骤如下：

(1)冰块运动轨迹流场-叶片包容性联合仿真，基于Fluent求解器和LS-Dyna求解器实现冰块流场数据和冰块撞击叶片过程的计算数据实现耦合仿真，通过联合仿真平台打通两个过程的数据流；

(2)危险工况智能识别，通过改变各个随机变量的浮动偏差，识别各个变量对安全因子的敏感性，获得不同条件、不同变量的安全性、可靠性评估结果；

(3)结冰安全性快速预报，通过对大量实测数据和大量仿真数据的校验、修正、分析与数据挖掘，研究相关参数对于发动机结冰安全性影响；基于多种深度学习人工智能算法进行预报模型训练和动态评估，构建高保真响应模型。