[发明专利]基于反设计壁面点的变马赫数“串联”宽速域乘波飞行器设计方法

权利要求书

1.一种基于反设计壁面点的变马赫数“串联”宽速域乘波飞行器设计方法，包括：

S1.给定设计马赫数变化规律并求解自由来流设计马赫数；

S2.利用有旋特征线方法求解基于反设计壁面点的变马赫数“串联”超声速轴对称基准流场；

S3.在所述变马赫数“串联”超声速轴对称基准流场内进行流线追踪，生成变马赫数“串联”宽速域乘波飞行器的气动外形。

2.根据权利要求1所述的变马赫数“串联”宽速域乘波飞行器设计方法，其特征在于，步骤S1中，包括：

S11.构建关于所述马赫数变化规律的公式，并基于所述公式对所述马赫数变化规律进行设计，其表示为：

Ma_C(x)＝Ma_C(ini)+F_C(x) (1)

其中，Ma_C(x)表示壁面处的设计马赫数变化规律，Ma_C(ini)表示初值壁面点处的设计马赫数，F_C(x)表示壁面处设计马赫数变化函数；

S12.给定所述前缘半锥角，通过求解Taylor-Maccoll方程，并利用二分法，在一定的自由来流马赫数范围内，搜寻满足回转体尖锥面处马赫数为设计马赫数Ma_C(ini)时的自由来流马赫数。

3.根据权利要求2所述的变马赫数“串联”宽速域乘波飞行器设计方法，其特征在于，步骤S2中，包括：

获取所述马赫数变化规律，所述自由来流设计马赫数，并以所述超声速来流条件和零攻角作为输入条件，利用有旋特征线方法求解所述变马赫数“串联”超声速轴对称基准流场；

分别获得前缘附体激波与激波波后的特征线网格节点的位置坐标和流动参数；

通过所述前缘附体激波上的特征线网格节点的位置坐标表示出前缘附体激波的外形。

4.根据权利要求3所述的变马赫数“串联”宽速域乘波飞行器设计方法，其特征在于，步骤S2中，求解基于反设计壁面点的变马赫数“串联”超声速轴对称基准流场的步骤中，对几何边界的反设计求解采用马赫数反设计直接壁面点单元过程或马赫数反设计逆置壁面点单元过程求解。

5.根据权利要求4所述的变马赫数“串联”宽速域乘波飞行器设计方法，其特征在于，步骤S2中，采用马赫数反设计直接壁面点单元过程求解所述变马赫数“串联”超声速轴对称基准流场的步骤中，包括：

构建直接壁面点单元，并获取直接壁面点单元中的已知内点(11)、已知壁面点(12)和待求解壁面点(13)；

基于已知内点(11)的右行特征线方程和已知壁面点(12)的流线方程获取所述待求解壁面点(13)的位置；

获取所述待求解壁面点(13)的静压；

根据所述已知内点(11)右行特征线方程上的相容性方程求得所述待求解壁面点(13)的流动角；

根据所述已知壁面点(12)与所述待求解壁面点(13)流线上的两个相容性方程，获得所述待求解壁面点(13)的流动速度和密度；

对所述待求解壁面点(13)的位置、静压、流动角、流动速度和密度分别进行欧拉校正。