外流高速脉动压力仿真方法、装置、设备和存储介质

本申请涉及飞行器气动分析，特别是涉及一种外流高速脉动压力仿真方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、在超、高超声速飞行器开展整体结构与振动设计时，需要获得一些指定飞行、几何条件下的脉动压力载荷数据和飞行与几何条件下对脉动压力载荷的影响趋势。

2、目前，计算脉动压力载荷数据以及脉动压力载荷的影响趋势采用的主要手段是流体力学数据仿真，这种仿真方式仿真速度较慢。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高仿真速度的外流高速脉动压力仿真方法、装置、设备和存储介质。

2、第一方面，本申请提供了一种外流高速脉动压力仿真方法，该方法包括：

3、获取飞行器的飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布；

4、基于预先构建的气动问题仿真软件框架以及飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布进行仿真计算，得到仿真结果；其中，气动问题仿真软件框架集成了多种脉动压力计算模型。

5、在其中一个实施例中，上述基于预先构建的气动问题仿真软件框架以及飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布进行仿真计算，得到仿真结果，包括：

6、根据目标拾取方式获取飞行器上的目标位置；

7、从气动问题仿真软件框架集成的多种脉动压力计算模型中获取目标位置对应的目标脉动压力计算模型；

8、根据目标脉动压力计算模型、飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布，确定飞行器的仿真结果。

9、在其中一个实施例中，上述根据目标脉动压力计算模型、飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布，确定飞行器的仿真结果，包括：

10、将飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布输入至目标脉动压力计算模型，得到飞行器的仿真结果；目标脉动压力计算模型包括默认脉动压力计算模型或用户自定义模型。

11、在其中一个实施例中，上述仿真条件包括来流参数；仿真结果包括均方根脉动压力系数分布；将飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布输入至目标脉动压力计算模型，得到飞行器的仿真结果，包括：

12、将飞行器数据、来流参数和表面时均压力分布输入到目标脉动压力计算模型中，通过目标脉动压力计算模型确定均方根脉动压力系数分布。

13、在其中一个实施例中，上述目标拾取方式包括选取球和选取截面中的一种；根据目标拾取方式获取飞行器上的目标位置，包括：

14、获取选取球的球心坐标，根据球心坐标确定飞行器上的目标位置；或，

15、获取选取截面的面心坐标，根据面心坐标确定飞行器上的目标位置。

16、在其中一个实施例中，上述获取飞行器的飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布，包括：

17、基于预先存储的配置文件生成气动问题仿真界面；

18、基于气动问题仿真界面获取飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布。

19、在其中一个实施例中，上述脉动压力计算模型包括表面时均压力模型，表面时均压力分布的获取过程包括：

20、从气动问题仿真软件框架集成的多种脉动压力计算模型中获取表面时均压力分布模型；

21、将飞行器数据和仿真条件输入到表面时均压力分布模型中，得到表面时均压力分布。

22、在其中一个实施例中，上述飞行器数据的获取过程，包括：

23、基于气动问题仿真界面获取用户导入的飞行器的初始网格文件；

24、对初始网格文件进行预处理，得到飞行器数据。

25、在其中一个实施例中，上述对初始网格文件进行预处理，得到飞行器数据，包括：

26、将初始网格文件以树结构的形式进行存储，得到中间网格文件；

27、采用邻接表结构确定中间网格文件中各网格与相邻网格的邻接关系；

28、根据中间网格文件和邻接关系，确定飞行器数据。

29、在其中一个实施例中，上述气动问题仿真界面包括仿真条件输入框，仿真条件的获取过程包括：

30、获取用户在仿真条件输入框中输入的仿真条件。

31、第二方面，本申请还提供了一种外流高速脉动压力仿真装置，该装置包括：

32、数据获取模块，用于获取飞行器的飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布；

33、仿真结果确定模块，用于基于预先构建的气动问题仿真软件框架以及所述飞行器数据、所述仿真条件和所述表面时均压力分布进行仿真计算，得到仿真结果；其中，所述气动问题仿真软件框架集成了多种脉动压力计算模型。

34、第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该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：

35、获取飞行器的飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布；

36、基于预先构建的气动问题仿真软件框架以及飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布进行仿真计算，得到仿真结果；其中，气动问题仿真软件框架集成了多种脉动压力计算模型。

37、第四方面，本申请还提供了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：

38、获取飞行器的飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布；

39、基于预先构建的气动问题仿真软件框架以及飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布进行仿真计算，得到仿真结果；其中，气动问题仿真软件框架集成了多种脉动压力计算模型。

40、第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

41、获取飞行器的飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布；

42、基于预先构建的气动问题仿真软件框架以及飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布进行仿真计算，得到仿真结果；其中，气动问题仿真软件框架集成了多种脉动压力计算模型。

43、上述外流高速脉动压力仿真方法、装置、设备和存储介质。通过获取飞行器的飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布，然后基于预先构建的气动问题仿真软件框架以及飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布进行仿真计算，得到仿真结果。本申请的气动问题仿真软件框架集成了多种脉动压力计算模型，用户采用这些脉动压力计算模型可以快速简便的得到多种状态下的飞行器的仿真结果，并且本申请也可以根据用户导入的脉动压力计算模型计算仿真结果，使得计算的仿真结果更精确。

技术特征：

1.一种外流高速脉动压力仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于预先构建的气动问题仿真软件框架以及所述飞行器数据、所述仿真条件和所述表面时均压力分布进行仿真计算，得到仿真结果，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标脉动压力计算模型、所述飞行器数据、所述仿真条件和所述表面时均压力分布，确定所述飞行器的仿真结果，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述仿真条件包括来流参数；所述仿真结果包括均方根脉动压力系数分布；所述将所述飞行器数据、所述仿真条件和所述表面时均压力分布输入至所述目标脉动压力计算模型，得到所述飞行器的仿真结果，包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标拾取方式包括选取球和选取截面中的一种；所述根据目标拾取方式获取所述飞行器上的目标位置，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取飞行器的飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，所述脉动压力计算模型包括表面时均压力模型，其特征在于，所述表面时均压力分布的获取过程包括：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述飞行器数据的获取过程，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述初始网格文件进行预处理，得到所述飞行器数据，包括：

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述气动问题仿真界面包括仿真条件输入框，所述仿真条件的获取过程包括：

11.一种外流高速脉动压力仿真装置，其特征在于，所述装置包括：

12.一种计算机设备，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10中任一项所述的方法的步骤。

13.一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10任一项所述的方法的步骤。

14.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种外流高速脉动压力仿真方法、装置、设备和存储介质。所述方法包括：获取飞行器的飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布；基于预先构建的气动问题仿真软件框架以及飞行器数据、仿真条件和表面时均压力分布进行仿真计算，得到仿真结果。本申请的气动问题仿真软件框架集成了多种脉动压力计算模型，用户采用这些脉动压力计算模型可以快速简便的得到多种状态下的飞行器的仿真结果，并且本申请也可以根据用户导入的脉动压力计算模型计算仿真结果，使得计算的仿真结果更精确。

技术研发人员：吴子牛,许钟子珩,白晨媛,王苗苗
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25