[发明专利]一种高超声速飞行器热静气弹分析方法

摘要

一种高超声速飞行器热静气弹分析方法，（1）根据飞行器的初始外形，建立高超声速飞行器的结构及气动分析模型；（2）利用工程方法对高超声速飞行器进行气动力、气动热的计算；（3）根据飞行器表面热流计算表面温度并通过热传导分析计算飞行器结构温度场；（4）将气动力载荷以及步骤（3）计算的温度场加载在步骤（1）建立的结构分析模型上，计算飞行器的弹性变形；（5）利用计算的飞行器弹性变形更新高超声速飞行器的结构及气动分析模型中的外形节点坐标，并确定变形的最大位移点，判断最大位移点的变形率是否小于预设的阈值，若小于，则以当前计算的飞行器气动力、气动热计算结果以及弹性变形作为最终的分析结果；否则转步骤（2）循环执行。

主权项

1.一种高超声速飞行器热静气弹分析方法，其特征在于步骤如下：（1）根据飞行器的初始外形，建立高超声速飞行器的结构及气动分析模型；（2）利用工程方法对高超声速飞行器进行气动力的计算和气动热的计算；其中气动力的计算针对高超声速飞行器的不同部件采用不同的工程计算方法，具体见下表：气动热的计算即表面热流计算首先计算高超声速飞行器头部驻点的热流；然后将翼前缘等价为一无限后掠圆柱，分别计算翼前缘在层流和湍流下的热流；最后计算除驻点及翼前缘其他部分的热流：利用跟踪流线法，根据欧拉方程求解得到的流场，生成表面流线，并求出沿流线求导的Jacobi矩阵；利用轴对称比拟法，在机翼迎风面沿气流方向将翼面划分为若干个平行的条带，相邻两个条带上的流动互不干扰，独立求出每个条带上的热流密度；（3）根据步骤（2）气动热计算得到的飞行器表面热流计算表面温度并通过热传导分析计算飞行器结构温度场；（4）将步骤（2）气动力计算得到的气动力载荷以及步骤（3）计算的温度场加载在步骤（1）建立的结构分析模型上，计算飞行器的弹性变形；（5）利用计算的飞行器弹性变形更新高超声速飞行器的结构及气动分析模型中的外形节点坐标，并确定变形的最大位移点，判断最大位移点的变形率是否小于预设的阈值，若小于，则以当前计算的飞行器气动力、气动热计算结果以及弹性变形作为最终的分析结果；否则转步骤（2）循环执行。