[发明专利]一种高超声速返回舱外形气动热数值计算网格生成方法

摘要

一种高超声速返回舱外形气动热数值计算网格生成方法首先根据来流条件和高超声速返回舱大底半径计算驻点热流和参考热流，并确定返回舱物面法向第一层网格高度；其次在返回舱几何母线上布置网格点；采用双曲方法生成内层网格；最后利用前距、后距和网格高度生成外层网格的外边界，并采用椭圆方法生成外层网格，本发明给出了具体的网格生成流程和网格生成过程中关键参数的取值范围，实现了返回舱外形气动热预测高质量网格的定量化生成技术，可最大程度降低人为因素的影响，充分保证返回舱外形气动热预测的数值模拟精度。

主权项

一种高超声速返回舱外形气动热数值计算网格生成方法，所述高超声速返回舱包括大底、拐角、舱体和底部，返回舱为轴对称结构，且关于任意过对称轴的平面对称，任意过对称轴的平面与返回舱外轮廓交线的一半为几何母线，几何母线包括大底曲线、拐角曲线、倒锥曲线和底部曲线，拐角曲线与大底曲线相切于前切点，与倒锥曲线相切于后切点，其特征在于步骤如下：(1)根据来流条件和高超声速返回舱大底半径计算驻点热流，所述来流条件包括高超声速返回舱的飞行高度和飞行速度，所述高超声速返回舱大底半径为大底球冠形结构所对应球形结构的半径；(2)利用步骤(1)中计算得到的驻点热流计算参考热流，并确定返回舱物面法向第一层网格高度；(3)在返回舱几何母线上布置网格点；(4)基于步骤(2)确定的返回舱物面法向第一层网格高度和步骤(3)中的几何母线网格点分布，采用双曲方法生成内层网格；(5)利用前距、后距和网格高度生成外层网格的外边界，外边界上的网格点在外边界上等距分布，外边界上的网格数与几何母线网格点数相同，所述前距为外边界左端距返回舱大底几何驻点的距离，后距为外边界右端距返回舱底部的距离，网格高度为外边界上端距返回舱对称轴的距离；(6)采用椭圆方法生成步骤(4)中确定的内层网格外边界与步骤(5)中确定的外层网格外边界之间的外层网格。