[发明专利]一种微型飞行器流动转捩信息的获取方法及装置

说明书

本发明实施例公开一种微型飞行器流动转捩信息的获取方法及装置，方法包括：根据微型飞行器机身绕流流场特征，将微型飞行器所在流场划分为多个网格区域，多个网格区域包括欧拉区、RANS区、关注区和脱离区；获取微型飞行器的边界条件信息以及来流信息；基于多个网格区域、边界条件信息、来流信息，利用预设转捩模型模拟飞行器表面边界层流动转捩，以及利用尺度自适应模型模拟飞行器分离流动转捩，获得微型飞行器的转捩信息，预设转捩模型包括关于脉动动能的第一输运方程、关于脉动动能的单位耗散率的第一输运方程、关于间歇因子的第一输运方程，两个模型基于SST湍流模型相耦合。该方法能够提高微型飞行器表面边界层流动转捩和分离流动转捩的模拟精度。

技术领域

本发明实施例属于微型飞行器技术领域，尤其涉及一种微型飞行器流动转捩信息的获取方法及装置。

背景技术

转捩是指从层流到湍流的过渡，该转捩过程对于微型飞行器的设计具有重要影响。为了获得微型飞行器流动转捩信息，通常使用基于RANS（Reynolds equation，雷诺平均）的转捩/湍流模式来实现。然而，虽然传统的RANS方法能够较为准确地预测无分离的飞行器表面边界层流动，但是，真实微型飞行器的旋翼、舵面缝隙、尾桨等部位会出现具有明显非定常特性的分离流动，RANS模拟不能保证足够的精度，并且分离流动转捩预测的误差也会影响边界层流动转捩的预测精度。

发明内容

本发明实施例提供了一种微型飞行器流动转捩信息的获取方法及装置，能够提高微型飞行器表面边界层流动转捩和分离流动转捩的模拟精度，从而提高微型飞行器流动转捩信息的获取精度。

具体的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种微型飞行器流动转捩信息的获取方法，所述方法包括：

根据微型飞行器机身绕流流场特征，将所述微型飞行器所在流场划分为多个网格区域，所述多个网格区域包括欧拉区、雷诺平均RANS区、关注区和脱离区，所述欧拉区和所述RANS区均位于微型飞行器的左右两侧，且所述RANS区位于所述微型飞行器与所述欧拉区之间，所述关注区和所述脱离区均位于所述微型飞行器的后侧，且所述关注区位于所述微型飞行器与所述脱离区之间；

获取所述微型飞行器的边界条件信息以及来流信息；

基于所述多个网格区域、所述边界条件信息、所述来流信息，利用预设转捩模型模拟所述微型飞行器表面边界层流动转捩，以及利用尺度自适应模型模拟所述微型飞行器分离流动转捩，获得所述微型飞行器的转捩信息，其中，所述预设转捩模型包括关于脉动动能的第一输运方程、关于脉动动能的单位耗散率的第一输运方程、关于间歇因子的第一输运方程，且所述预设转捩模型与所述尺度自适应模型基于剪切应力输运SST湍流模型相耦合。

在一种实施方式中，所述欧拉区的上游和所述欧拉区两侧区域没有湍流涡进入，且所述欧拉区内网格间距相同；和/或，

所述RANS区位于边界层，包括驻点附近的流动分离和贴体的细长分离泡；和/或，

所述关注区内的网格为立方体网格；和/或，

所述脱离区与所述关注区光滑过度，且所述脱离区沿流向的网格拉伸率位于拉伸率范围[1.1，1.2]内。

在一种实施方式中，所述关于脉动动能的第一输运方程包括：

；

所述关于脉动动能的单位耗散率的第一输运方程包括：

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所述关于间歇因子的第一输运方程包括：

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