中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所章超获国家专利权
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龙图腾网获悉中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所申请的专利一种基于CFD的飞行器真实飞行气动数据模拟方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120235087B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510725070.1,技术领域涉及:G06F30/28;该发明授权一种基于CFD的飞行器真实飞行气动数据模拟方法是由章超;罗磊;张耀冰;周桂宇;贾洪印;陈洪杨;李欢;吴晓军;唐静;崔鹏程;赵辉;张培红;吴龙设计研发完成,并于2025-06-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于CFD的飞行器真实飞行气动数据模拟方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于CFD的飞行器真实飞行气动数据模拟方法,属于飞行器计算流体力学模拟领域,包括以下步骤:步骤S1:针对飞行器真实飞行过程的数据,确定飞行器在地面惯性系下的轨迹和姿态变化;步骤S2:根据步骤S1确定的飞行器轨迹、位移确定不同时刻CFD软件的输入格式;步骤S3:使用CFD软件开展气动力力矩的仿真计算;步骤S4:计算结果的后处理,气动力系数和力矩系数考虑飞行器飞行过程高度、速度的变化;本方案中考虑飞行器真实飞行过程的速度、姿态、舵偏等因素,数值模拟得到的气动力力矩较数据库插值更为准确,在飞行器弹道仿真、多体分离气动预测中具有较大的应用前景。
本发明授权一种基于CFD的飞行器真实飞行气动数据模拟方法在权利要求书中公布了:1.一种基于CFD的飞行器真实飞行气动数据模拟方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤S1:针对飞行器真实飞行过程的数据,确定飞行器在地面惯性系下的轨迹和姿态变化; 在步骤S1中,确定飞行器在地面惯性系下的轨迹和姿态变化,具体包括以下步骤: 步骤S11,选择初始时刻速度坐标系Oxvyvzv做为地面坐标系Ox0y0z0,飞行器初始时刻各个方向位移为0,速度为;在已知飞行器飞行过程的体坐标系Oxyz下的速度和角速度,飞行器飞行过程迎角和侧滑角的情况下进行计算; 步骤S12,由初始时刻的攻角和侧滑角确定飞行器初始时刻的姿态角;通过地面坐标系到体坐标系的坐标变换矩阵,在初始时刻速度坐标系和地面坐标系相同,通过公式转换得到体坐标系下速度分量应相等,代入初始时刻攻角和侧滑角,即可得到初始时刻姿态角; 公式转换所用的具体公式为: 和 ; 步骤S13,确定不同时刻飞行器姿态角;在得到初始时刻飞行器姿态角后,由已知的飞行器体坐标系下角速度,根据运动学方程,即可确定不同时刻的姿态角;运动学方程具体的: ; 其中t表示时间,dt表示对时间求导,wx、wy和wz表示飞行器体坐标系下x、y、z三个方向的角速度; 步骤S14,确定不同时刻飞行器的运动轨迹; 根据不同时刻的飞行器姿态角、飞行器在体坐标系下的速度分量,根据体系向地面系的坐标转换关系确定在地面系上的速度分量,继而确定不同时刻的飞行器位移;体系向地面系的坐标转换关系为: 并通过 确定不同时刻的飞行器位移;其中t表示时间,tn和tn-1表示微分的时间步第n和第n-1步;vx0、vy0、vz0表示地面坐标系下x、y、z三个方向的速度;x0、y0、z0是地面坐标系下的三方向位置,v0是地面坐标系下速度;vx、vy、vz是飞行器坐标系下的三方向速度; 步骤S2:根据步骤S1确定的飞行器轨迹、位移确定不同时刻CFD软件的输入格式; 步骤S3:使用CFD软件开展气动力力矩的仿真计算; 步骤S4:计算结果的后处理,气动力系数和力矩系数考虑飞行器飞行过程高度、速度的变化。
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