不同侧滑角下的静弹性变形影响修正方法、装置、计算设备及存储介质与流程

本技术涉及空气动力学，特别涉及一种不同侧滑角下的静弹性变形影响修正方法。本技术同时涉及一种不同侧滑角下的静弹性变形影响修正装置、一种计算设备，以及一种计算机可读存储介质。

背景技术：

1、风洞试验通过驱动空气流过飞行器模型，模拟飞行器的真实飞行环境，获取飞行器的气动性能数据，是支撑飞行器研制的重要手段之一。精细化的风洞试验数据是提升飞行器设计性能和保证飞行器运行安全的重要保障。尽管风洞模型采用刚度较大的金属材料进行制作，但在高速、高压气流载荷的作用下，仍然会发生结构弹性变形。当飞行器模型的结构尺寸较大或材料较柔时，结构静弹性变形会对飞行器风洞试验数据带来明显的影响，造成性能数据的偏差，亟需开展风洞模型静弹性变形修正，获取飞行器模型刚性外形下的试验数据。

2、当前，风洞模型静弹性变形影响常用的修正方法有3种。1.基于计算流体力学cfd（computational fluid dynamics）和计算结构动力学csd（computational structuraldynamics）进行耦合计算，获取结构静变形对气动性能数据的影响量；2.基于cfd和模型变形测量技术，先利用模型变形测量获取飞行器风洞模型在载荷作用下的结构变形，然后构造出变形后的几何外形，利用cfd计算变形前后外形的气动力获取结构静变形对气动性能数据的影响量；3.利用工程建模然后进行估算的方法，即建立气动性能和结构变形之间的数学模型，然后基于模型快速获取结构静变形对气动性能数据的影响量。三种方法各有优势，方法1具有较好的预测精准度，但气动弹性耦合模拟的计算量较大，需要耗费比较多的计算资源；方法2考虑了结构的真实变形，准确性更高，但需要增加额外的模型变形测量试验，技术比较复杂，成本也较高；方法3计算量小，但预测结果和模型精准度有比较大的关系，存在一定的不确定性。三种修正方法中，基于cfd/csd耦合计算的方法逐渐成熟，是当前广泛采用的一种技术。

3、风洞试验中，为了获取不同状态下的飞行器气动性能，需要变换模型的构型和姿态，如变侧滑角、变攻角等。如果每种构型或姿态下均开展cfd/csd耦合计算进行静弹性变形影响修正，耦合计算次数和计算量均会急剧增加，将大幅增加数值计算耗时和试验数据修正成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例提供了一种不同侧滑角下的静弹性变形影响修正方法，以解决现有技术中存在的技术缺陷。本技术实施例同时提供了一种不同侧滑角下的静弹性变形影响修正装置，一种计算设备，以及一种计算机可读存储介质。

2、根据本技术实施例的第一方面，提供了一种不同侧滑角下的静弹性变形影响修正方法，包括：

3、根据目标物模型生成初始网格，并基于接收到的流场数据和所述初始网格，计算所述目标物模型在侧滑角为0情况下的刚性外形气动力数据；

4、根据所述目标物模型生成有限元分析模型，并基于所述有限元分析模型构建结构柔度矩阵；

5、通过所述初始网格与所述结构柔度矩阵，计算所述目标物模型在侧滑角为0情况下的柔性外形气动力数据；

6、根据所述刚性外形气动力数据与所述柔性外形气动力数据，计算静弹性变形影响量；

7、基于所述静弹性变形影响量，修正不同侧滑角下所述目标物模型的刚性外形气动力系数试验数据。

8、可选地，所述根据目标物模型生成初始网格包括：

9、调整所述目标物模型的几何外形数据，得到目标外形数据；

10、基于所述目标外形数据，通过预设的网格生成算法，生成所述目标物模型的所述初始网格。

11、可选地，所述基于接收到的流场数据和所述初始网格，计算所述目标物模型在侧滑角为0情况下的刚性外形气动力数据包括：

12、设定侧滑角为0，根据所述流场数据中包含的流场参数、边界条件以及流场算法，计算所述初始网格的绕流流场；

13、根据所述初始网格的绕流流场，通过预设的状态方程算法，计算所述刚性外形气动力数据。

14、可选地，所述根据所述目标物模型生成有限元分析模型，并基于所述有限元分析模型构建结构柔度矩阵包括：

15、设置所述目标物模型的边界条件、材料属性以及计算参数，并根据设置结果生成所述目标物模型的所述有限元分析模型；

16、基于所述有限元分析模型，选取至少一个结构网格点；

17、依次向所述至少一个结构网格点施加单位载荷，根据所述至少一个结构网格点的位移情况，得到所述结构柔度矩阵。

18、可选地，所述通过所述初始网格与所述结构柔度矩阵，计算所述目标物模型在侧滑角为0情况下的柔性外形气动力数据包括：

19、设定侧滑角为0；

20、基于所述初始网格和所述结构柔度矩阵，通过计算流体力学cfd和计算结构动力学csd之间的耦合分析算法，得到cfd/csd耦合模拟数据；

21、根据所述cfd/csd耦合模拟数据，通过预设的状态方程算法，计算所述柔性外形气动力数据。

22、可选地，所述根据所述刚性外形气动力数据与所述柔性外形气动力数据，计算静弹性变形影响量包括：

23、计算所述柔性外形气动力数据与所述刚性外形气动力数据的差值，得到所述静弹性变形影响量。

24、可选地，所述基于所述静弹性变形影响量，修正不同侧滑角下所述目标物模型的刚性外形气动力系数试验数据包括：

25、获取不同侧滑角下的所述刚性外形气动力系数试验数据；

26、计算不同侧滑角下的所述刚性外形气动力系数试验数据与所述静弹性变形影响量的差值，得到不同侧滑角下的目标刚性外形气动力系数试验数据。

27、根据本技术实施例的第二方面，提供了一种不同侧滑角下的静弹性变形影响修正装置，包括：

28、第一计算模块，被配置为根据目标物模型生成初始网格，并基于接收到的流场数据和所述初始网格，计算所述目标物模型在侧滑角为0情况下的刚性外形气动力数据；

29、有限元分析模块，被配置为根据所述目标物模型生成有限元分析模型，并基于所述有限元分析模型构建结构柔度矩阵；

30、第二计算模块，被配置为通过所述初始网格与所述结构柔度矩阵，计算所述目标物模型在侧滑角为0情况下的柔性外形气动力数据；

31、第三计算模块，被配置为根据所述刚性外形气动力数据与所述柔性外形气动力数据，计算静弹性变形影响量；

32、修正模块，被配置为基于所述静弹性变形影响量，修正不同侧滑角下所述目标物模型的刚性外形气动力系数试验数据。

33、根据本技术实施例的第三方面，提供了一种计算设备，包括：

34、存储器和处理器；

35、所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令时实现所述不同侧滑角下的静弹性变形影响修正方法的步骤。

36、根据本技术实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该指令被处理器执行时实现所述不同侧滑角下的静弹性变形影响修正方法的步骤。

37、根据本技术实施例的第五方面，提供了一种芯片，其存储有计算机程序，该计算机程序被芯片执行时实现所述不同侧滑角下的静弹性变形影响修正方法的步骤。

38、本技术提供的不同侧滑角下的静弹性变形影响修正方法，根据目标物模型生成初始网格，并基于接收到的流场数据和所述初始网格，计算所述目标物模型在侧滑角为0情况下的刚性外形气动力数据；根据所述目标物模型生成有限元分析模型，并基于所述有限元分析模型构建结构柔度矩阵；通过所述初始网格与所述结构柔度矩阵，计算所述目标物模型在侧滑角为0情况下的柔性外形气动力数据；根据所述刚性外形气动力数据与所述柔性外形气动力数据，计算静弹性变形影响量；基于所述静弹性变形影响量，修正不同侧滑角下所述目标物模型的刚性外形气动力系数试验数据。实现了利用零侧滑角下的结构静弹性变形影响量，修正得到不同侧滑角下的刚性气动力特性数据，无需在不同侧滑角下重复开展cfd/csd耦合计算，大幅降低了耦合计算的次数，减小了计算时间和计算成本，快速获得可靠有效的刚性外形气动力系数试验数据。