火箭式PDF性能计算软件

本申请涉及冲爆震发动机领，特别是涉及一种火箭式pdf性能计算软件。

背景技术：

1、脉冲爆震发动机(pulse detonation engine，以下简称pde)是一种利用周期性爆震波产生的高温高压燃气的冲量产生推力的新概念发动机，其工作阶段包括充气、点火、做功和排气阶段。对于上述过程的问题进行分析解决时，由于试验条件和试验成本的限制，不能对每一种燃料、工况或发动机参数都进行试验测试，那么在设计确定发动机参数时，试验前的数值模拟就显得十分重要。但是目前对于爆震燃烧反应进行数值模拟需要较高的局部网格分辨率，对计算成本较高。所以为了估算脉冲爆震发动机的推力特性，需要进一步简化模型，设计相应的程序，帮助工程应用。

2、现有的pde性能计算模型主要分为三种维度，分别是零维、一维和多维模型。模型的维度主要由它求解的非定常控制方程维数决定，模型维度越高，模型拟合pde工作过程越好，模型预测的pde性能也就越精确，但同时所占用的计算资源也会相应提高，计算成本高，在pde性能分析领域实用性没有一维和零维实用。目前的零维模型，虽然简化效果比较突出，计算成本更低，但是计算精度却不高，

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种计算高效，同时能提高零维发动机精度的火箭式pdf性能计算软件。

2、为实现上述发明的目的，本发明提供一种火箭式pdf性能计算软件，所述软件的计算方法包括：

3、将用户所输入的工作参数提供给脉冲爆震发动机性能评估模型；其中，所述模型包括完全充填计算单元及部分充填计算单元；

4、接收工作参数，通过完全充填计算单元计算得到性能计算结果，其中，所述性能计算结果包括冲量；

5、根据充填系数，通过部分充填计算单元得到修正后的冲量比；并根据所述修正后的冲量比对所述冲量进行修正，得到修正后的冲量；

6、根据性能计算结果及修正后的冲量对脉冲爆震发动机性能进行评估并绘制性能变化曲线。

7、在其中一个实施例中，所述性能计算结果还包括混合物比冲、燃料比冲及发动机平均推力。

8、在其中一个实施例中，所述冲量i为：

9、

10、其中：

11、δp3＝p3-p1

12、

13、其中，p1表示直管pde推力壁初始压力值，p3表示反射膨胀波向推力壁传播时的压力值，a表示推力壁面积，l表示爆震室长度，ucj表示充填速度，ufill表示爆震波速度，c2表示爆震波后已燃气体声速，c3表示taylor波后的声速，α、β表示无因次量，γ表示近似比热比常数。

14、在其中一个实施例中，混合物比冲isp为：

15、

16、其中，ρ1表示燃烧前混合物的密度，v表示发动机直管爆震室的容积，g为当地的重力加速度。

17、在其中一个实施例中，所述燃料比冲ispf为：

18、

19、其中，ρ1表示燃烧前混合物的密度，v表示发动机直管爆震室的容积，g为当地的重力加速度，xf为燃料的质量分数。

20、在其中一个实施例中，所述发动机平均推力favg为：

21、favg＝if

22、其中，f表示发动机的工作频率。

23、在其中一个实施例中，所述修正后的冲量比为：

24、

25、其中，ip表示表示发动机部分充填时的冲量，if表示发动机完全充填时的冲量，表示充填系数。

26、为实现上述发明目的，本发明还提供一种火箭式pdf性能计算装置，所述装置包括：

27、参数输入模块，用于将用户所输入的工作参数提供给脉冲爆震发动机性能评估模型；其中，所述模型包括完全充填计算单元及部分充填计算单元；

28、计算模块，用于接收工作参数，通过完全充填计算单元计算得到性能计算结果，其中，所述性能计算结果包括冲量；

29、修正模块，用于根据充填系数，通过部分充填计算单元得到修正后的冲量比；并根据所述修正后的冲量比对所述冲量进行修正，得到修正后的冲量；

30、评估模块，用于根据性能计算结果及修正后的冲量对脉冲爆震发动机性能进行评估并绘制性能变化曲线。

31、为实现上述发明目的，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

32、步骤102，将用户所输入的工作参数提供给脉冲爆震发动机性能评估模型；其中，所述模型包括完全充填计算单元及部分充填计算单元；

33、步骤104，接收工作参数，通过完全充填计算单元计算得到性能计算结果，其中，所述性能计算结果包括冲量；

34、步骤106，根据充填系数，通过部分充填计算单元得到修正后的冲量比；并根据所述修正后的冲量比对所述冲量进行修正，得到修正后的冲量；

35、步骤108，根据性能计算结果及修正后的冲量对脉冲爆震发动机性能进行评估并绘制性能变化曲线。

36、为实现上述发明目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

37、步骤102，将用户所输入的工作参数提供给脉冲爆震发动机性能评估模型；其中，所述模型包括完全充填计算单元及部分充填计算单元；

38、步骤104，接收工作参数，通过完全充填计算单元计算得到性能计算结果，其中，所述性能计算结果包括冲量；

39、步骤106，根据充填系数，通过部分充填计算单元得到修正后的冲量比；并根据所述修正后的冲量比对所述冲量进行修正，得到修正后的冲量；

40、步骤108，根据性能计算结果及修正后的冲量对脉冲爆震发动机性能进行评估并绘制性能变化曲线。

41、上述火箭式pdf性能计算软件，其计算方法为：通过将用户所输入的工作参数提供给脉冲爆震发动机性能评估模型；其中，所述模型包括完全充填计算单元及部分充填计算单元；接收工作参数，通过完全充填计算单元计算得到性能计算结果，其中，所述性能计算结果包括冲量；根据充填系数，通过部分充填计算单元得到修正后的冲量比；并根据所述修正后的冲量比对所述冲量进行修正，得到修正后的冲量；根据性能计算结果及修正后的冲量对脉冲爆震发动机性能进行评估并绘制性能变化曲线。相较于传统的脉冲爆震发动机的研究着眼于高精度计算，本发明更着重计算的高效性，因此本发明构建的脉冲爆震发动机性能评估模型，在计算的复杂度上进行了简化，同时，部分填单元考虑了部分填充情况下的对冲量进行修正，使脉冲爆震发动机的计算更贴合实际情况，也保证了计算的精度。

技术特征：

1.一种火箭式pdf性能计算软件，其特征在于，所述软件的计算方法包括：

2.根据权利要求1所述的火箭式pdf性能计算软件，其特征在于，所述性能计算结果还包括混合物比冲、燃料比冲及发动机平均推力。

3.根据权利要求2所述的火箭式pdf性能计算软件，其特征在于，所述冲量i为：

4.根据权利要求3所述的火箭式pdf性能计算软件，其特征在于，所述混合物比冲isp为：

5.根据权利要求4所述的火箭式pdf性能计算软件，其特征在于，所述燃料比冲ispf为：

6.根据权利要求3所述的火箭式pdf性能计算软件，其特征在于，所述发动机平均推力favg为：

7.根据权利要求1所述的火箭式pdf性能计算软件，其特征在于，所述修正后的冲量比为：

8.一种火箭式pdf性能计算装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的部分或全部步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的部分或全部步骤。

技术总结
本申请涉及一种火箭式PDF性能计算软件。该软件的计算方法包括：通过将用户所输入的工作参数提供给脉冲爆震发动机性能评估模型，接收工作参数，通过完全充填计算单元计算得到性能计算结果，通过部分充填计算单元得到修正后的冲量比；并根据所述修正后的冲量比对所述冲量进行修正，得到修正后的冲量；根据性能计算结果及修正后的冲量对脉冲爆震发动机性能进行评估并绘制性能变化曲线。采用本方法能够在高效的同时，保证脉冲爆震发动机在性能评估时的精度，在发动机工程应用中有很强的实用性。

技术研发人员：蔡晓东,梁剑寒,赵万东,王玉奇,王鑫鑫
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16