缩比燃烧室构建方法、装置、存储介质及计算机设备

本技术涉及智能设备，尤其涉及一种固体发动机的缩比燃烧室构建方法、装置、存储介质及计算机设备。

背景技术：

1、高频不稳定燃烧是火箭发动机研制过程中的一项重要课题，会造成发动机燃烧室内压力高频振荡和局部温度急剧升高，烧穿喷注器头部面板或燃烧室内壁，引起燃烧室爆炸等严重后果。由于高频燃烧不稳定性产生机理及其复杂，到现在也没有很好的办法来预防不稳定，最主要的方法还是通过试验来验证所采用的结构参数因素的稳定性裕度。

2、最精确的试验莫过于全尺寸试验，即在一个和原型发动机同样大小的试验机上进行试验，这样的试验结果固然精确可靠，但是成本高，试验周期长，另外由于燃烧室内的高温高压环境，有些参数的获取也比较困难。所以在研制过程中一般采用缩比试验的方法，即在按照一定公式缩小的发动机上进行试验验证，由于其尺寸小、流量小和室压低等优点，大大降低了研制成本，缩短试验周期，是火箭发动机研制过程中普遍采用的方法。

3、受限于具体的工艺、试验以及工装模具等现实条件的限制。缩比发动机与全尺寸发动机不能做到严格相似，导致通过该缩比发动机进行试验得到的结果不准确。

技术实现思路

1、基于此，本技术提供一种固体发动机的缩比燃烧室构建方法、装置、存储介质及计算机设备，可以提高固体发动机的缩比燃烧室的可靠性，从而提高通过该缩比发动机进行试验得到的结果的准确性。

2、第一方面，本技术实施例提供一种固体发动机的缩比燃烧室构建方法，包括：

3、获取缩比燃烧室的构建需求，并基于所述构建需求确定所述缩比燃烧室对应的平衡方程、几何方程、本构方程以及边界条件方程；

4、确定所述缩比燃烧室与全尺寸燃烧室之间的相似常数；

5、基于方程分析法和所述相似常数对所述平衡方程、几何方程、本构方程以及边界条件进行分析，得到所述平衡方程对应的平衡方程相似公式、几何方程对应的几何方程相似公式、本构方程对应的本构方程相似公式以及边界条件方程对应的边界条件相似公式；

6、根据所述平衡方程相似公式、几何方程相似公式、本构方程相似公式以及边界条件相似公式，构建在不同载荷工况下的缩比燃烧室；

7、获取全尺寸发动机的全尺寸燃烧室参数；

8、根据所述全尺寸燃烧室参数对所述固体发动机的全尺寸燃烧室进行有限元结构分析，得到所述全尺寸燃烧室对应的目标部位的全尺寸结构分析结果；

9、基于所述全尺寸结构分析结果对构建的缩比燃烧室进行验证，得到目标缩比燃烧室。

10、可选地，在本技术的一些实施例中，所述基于所述全尺寸结构分析结果对构建的缩比燃烧室进行验证，得到目标缩比燃烧室，包括

11、根据所述全尺寸结构分析结果对所述缩比燃烧室进行结构分析，得到所述缩比燃烧室对应的缩比结构分析结果；

12、从所述全尺寸结构分析结果提取所述全尺寸燃烧室的应力应变信息，以及；

13、从所述全尺寸结构分析结果提取所述缩比燃烧室的应力应变信息；

14、基于提取的应力应变信息对构建的缩比燃烧室进行验证，得到目标缩比燃烧室。

15、可选地，在本技术的一些实施例中，所述基于提取的应力应变信息对构建的缩比燃烧室进行验证，得到目标缩比燃烧室，包括：

16、获取基础相似性条件；

17、在所述全尺寸燃烧室和缩比燃烧室各部件材料一致的情况下，更新所述基础相似性条件，并基于提取的应力应变信息对更新后的基础相似条件进行优化，得到优化后相似条件；

18、获取预设的工艺约束条件；

19、基于所述优化后相似条件以及工艺约束条件，对构建的缩比燃烧室进行验证，得到目标缩比燃烧室。

20、可选地，在本技术的一些实施例中，所述基于方程分析法和所述相似常数对所述平衡方程、几何方程、本构方程以及边界条件进行分析，得到所述平衡方程对应的平衡方程相似公式、几何方程对应的几何方程相似公式、本构方程对应的本构方程相似公式以及边界条件方程对应的边界条件相似公式，包括：

21、确定所述平衡方程包含的第一方程参数，并根据所述第一方程参数计算所述平衡方程参数对应的平衡方程表达式，并基于所述平衡方程表达式以及所述第一方程参数对应的相似常数，计算所述平衡方程对应的平衡方程相似公式，以及；

22、确定所述几何方程包含的第二方程参数，并根据所述第二方程参数计算所述几何方程参数对应的几何方程表达式，并基于所述几何方程表达式以及所述第二方程参数对应的相似常数，计算所述几何方程对应的几何方程相似公式，以及；

23、确定所述本构方程包含的第三方程参数，并根据所述第三方程参数计算所述本构方程参数对应的本构方程表达式，并基于所述本构方程表达式以及所述第三方程参数对应的相似常数，计算所述本构方程对应的本构方程相似公式，以及；

24、确定所述边界条件包含的第四方程参数，并根据所述第四方程参数计算所述边界条件参数对应的边界条件表达式，并基于所述边界条件表达式以及所述第四方程参数对应的相似常数，计算所述边界条件方程对应的边界条件方程相似公式。

25、可选地，在本技术的一些实施例中，所述根据所述平衡方程相似公式、几何方程相似公式、本构方程相似公式以及边界条件相似公式，构建在不同载荷工况下的缩比燃烧室，包括：

26、获取预设的约束条件和预设的载荷工况；

27、根据选中的目标载荷工况，在预设的约束条件中确定目标约束条件；

28、基于所述目标约束条件在所述平衡方程相似公式、几何方程相似公式、本构方程相似公式以及边界条件相似公式确定目标相似公式，并基于所述目标相似公式，构建在目标载荷工况下的缩比燃烧室。

29、可选地，在本技术的一些实施例中，还包括：

30、当所述目标载荷工况为固化降温工况，且在材料一致、以及载荷作用时间相同时，几何缩比的燃烧室承受相同的温度载荷，具有相同的应力应变，位移则与缩比成正比，以及；

31、当所述目标载荷工况为点火建压工况，且在材料一致、以及载荷作用时间相同时，几何缩比的燃烧室药柱承受相同的压强载荷，具有相同的应力应变，位移则与缩比成正比，以及；

32、当所述目标载荷工况为贮存工况，且在材料一致、以及载荷作用时间相同时，几何缩比的燃烧室药柱承受与缩比成反比的重力载荷，具有相同的应力应变，位移则与缩比成正比。

33、可选地，在本技术的一些实施例中，所述确定所述缩比燃烧室与全尺寸燃烧室之间的相似常数，包括：

34、确定所述缩比燃烧室与全尺寸燃烧室在燃烧室力学参数相似的力学相似维度；

35、计算所述缩比燃烧室与全尺寸燃烧室在同一力学相似维度下，所述缩比燃烧室与全尺寸燃烧室的力学参数比值，得到所述缩比燃烧室与全尺寸燃烧室之间的相似常数。

36、第二方面，本技术实施例还提供一种固体发动机的缩比燃烧室构建装置，包括：

37、第一获取模块，用于获取缩比燃烧室的构建需求；

38、第一构建模块，用于基于所述构建需求确定所述缩比燃烧室对应的平衡方程、几何方程、本构方程以及边界条件方程；

39、确定模块，用于确定所述缩比燃烧室与全尺寸燃烧室之间的相似常数；

40、第一分析模块，用于基于方程分析法和所述相似常数对所述平衡方程、几何方程、本构方程以及边界条件进行分析，得到所述平衡方程对应的平衡方程相似公式、几何方程对应的几何方程相似公式、本构方程对应的本构方程相似公式以及边界条件方程对应的边界条件相似公式；

41、第二构建模块，用于根据所述平衡方程相似公式、几何方程相似公式、本构方程相似公式以及边界条件相似公式，构建在不同载荷工况下的缩比燃烧室；

42、第二获取模块，用于获取全尺寸发动机的全尺寸燃烧室参数；

43、第二分析模块，用于根据所述全尺寸燃烧室参数对所述固体发动机的全尺寸燃烧室进行有限元结构分析，得到所述全尺寸燃烧室对应的目标部位的全尺寸结构分析结果；

44、验证模块，用于基于所述全尺寸结构分析结果对构建的缩比燃烧室进行验证，得到目标缩比燃烧室。

45、第三方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器上述固体发动机的缩比燃烧室构建方法的步骤。

46、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述固体发动机的缩比燃烧室构建方法的步骤。

47、本技术实施例提供一种固体发动机的缩比燃烧室构建方法、装置、存储介质及计算机设备，在获取缩比燃烧室的构建需求，并基于所述构建需求确定所述缩比燃烧室对应的平衡方程、几何方程、本构方程以及边界条件方程后，确定所述缩比燃烧室与全尺寸燃烧室之间的相似常数，接着，基于方程分析法和所述相似常数对所述平衡方程、几何方程、本构方程以及边界条件进行分析，得到所述平衡方程对应的平衡方程相似公式、几何方程对应的几何方程相似公式、本构方程对应的本构方程相似公式以及边界条件方程对应的边界条件相似公式，再然后，根据所述平衡方程相似公式、几何方程相似公式、本构方程相似公式以及边界条件相似公式，构建在不同载荷工况下的缩比燃烧室，紧接着，获取全尺寸发动机的全尺寸燃烧室参数，然后，根据所述全尺寸燃烧室参数对所述固体发动机的全尺寸燃烧室进行有限元结构分析，得到所述全尺寸燃烧室对应的目标部位的全尺寸结构分析结果，最后，基于所述全尺寸结构分析结果对构建的缩比燃烧室进行验证，得到目标缩比燃烧室。在本技术提供的固体发动机的缩比燃烧室构建方案中，基于构建需求确定缩比燃烧室对应的平衡方程、几何方程、本构方程以及边界条件方程，并利用缩比燃烧室与全尺寸燃烧室之间的相似常数、平衡方程、几何方程、本构方程以及边界条件方程，输出平衡方程相似公式、几何方程相似公式、本构方程相似公式以及边界条件相似公式，然后，根据平衡方程相似公式、几何方程相似公式、本构方程相似公式以及边界条件相似公式，构建在不同载荷工况下的缩比燃烧室，可以满足在不同载荷工况下缩比发动机对于缩比燃烧室的需求，进而使得构建的目标缩比燃烧室能满足实际测试需求，由此提高了固体发动机的缩比燃烧室的可靠性，从而提高了通过该缩比发动机进行试验得到的结果的准确性。