恭喜中國航空工業集團公司哈爾濱空氣動力研究所;中國航空工業集團有限公司趙海洋獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜中國航空工業集團公司哈爾濱空氣動力研究所;中國航空工業集團有限公司申請的專利用于航空氣動聲學的無反射邊界條件模型構建方法及設備獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN118013165B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202410103656.X,技術領域涉及:G06F17/11;該發明授權用于航空氣動聲學的無反射邊界條件模型構建方法及設備是由趙海洋;陳寶;宋妙妍;鐘思陽;張欣設計研發完成,并于2024-01-25向國家知識產權局提交的專利申請。
本用于航空氣動聲學的無反射邊界條件模型構建方法及設備在說明書摘要公布了:本發明公開一種用于航空氣動聲學的無反射邊界條件模型構建方法及設備,屬于航空氣動試驗領域,用于在航空氣動聲學計算時為計算域邊界提供有效的無反射邊界條件,以減少避免聲波在邊界上產生非物理的反射。方法包括如下步驟:將通用的控制方程整理為標準形式;將標準形式控制方程在x軸方向重新整理,獲得沿x軸的特征方程;對矩陣[A]進行特征分解,得到特征值Λ以及矩陣[A]的左、右特征向量L和R;得到x軸方向特征波方程及特征變量;確定邊界處控制方程;考慮與x軸相垂直的橫向特征項;考慮馬赫數對特征變量的影響;在給定區域應用特征無反射邊界條件。本發明提高了氣動聲學計算的穩定性和數值精度。
本發明授權用于航空氣動聲學的無反射邊界條件模型構建方法及設備在權利要求書中公布了:1.一種用于航空氣動聲學的無反射邊界條件模型構建方法,其特征在于,步驟如下:步驟一,將線化歐拉方程、歐拉方程或納維-斯托克斯方程整理為如下標準形式方程: 其中,t是時間,x和y分別表示笛卡爾坐標系下兩個坐標軸方向;[U]是包含原始擾動變量的向量,[A]和[B]是通量雅可比矩陣,T0是粘性項,S0是源項;步驟二,將標準形式控制方程在x軸方向重新整理,獲得沿x軸的特征方程,根據沿x軸的通量對方程1進行簡單移項,得到如下方程: 步驟三,根據方程2對矩陣[A]進行特征分解,得到特征值Λ以及矩陣[A]的左特征向量L和右特征向量R;特征值Λ按升序表示為:Λdiag=u0-1,u0,u0,u0+13其中,u0為x方向初始速度,Λ、[A]、[L]和[R]之間的關系滿足[A]=[R][Λ][L],將其代入方程2,并對等式兩端同時左乘矩陣[L],得到如下方程: 步驟四,得到x軸方向特征波方程及特征變量,對方程4進一步整理得到特征方程如下: 其中,特征微分變量定義為是橫向項,橫向項包含與x軸相交的特征變量,表示源項,包含橫向項以外其它所有右側變量,通過擴展方程5中的第二項,四個特征變量分別表示為: 其中,為上行聲波,為下行聲波,為熵波,為渦度波,p為壓力,u和v分別是x和y方向速度,ρ表示密度,為了避免亞音速流出域邊界處的聲反射,上游行波的振幅需設置為零;如果下游邊界為超音速,相關的脈動不會返回計算域中,則不需要進行相關處理;步驟五,在邊界處,根據特征量對控制方程進行求解,控制方程為: 其中[d]定義為 步驟六,考慮與x軸相垂直的橫向特征項,方程5中的橫向項的四個特征向量的具體表達式為: 式中,v0為y方向初始速度;步驟七,考慮馬赫數對特征變量的影響,采用的表達式為: 其中,A=0.29,B=0.7,M為馬赫數;步驟八,在給定區域應用特征無反射邊界條件:將當前特征無反射邊界應用到靠近邊界長度為l的帶狀區域,形成帶狀橫向特征邊界條件,入射特征波設置為: 其中,和是無反射邊界處理之前和之后的入射聲學特征波,其中σ由下式給出: 其中,β設置區域阻尼曲線的形狀,l是區域的長度,h是到內邊界的距離。
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