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龙图腾网获悉南京理工大学申请的专利火箭燃气射流冲击垂直发射装置流场仿真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：CN116702653B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-30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：202310740332.2，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权火箭燃气射流冲击垂直发射装置流场仿真方法是由乐贵高;孙中一;聂赟;黎耀谦设计研发完成，并于2023-06-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本火箭燃气射流冲击垂直发射装置流场仿真方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种火箭燃气射流冲击垂直发射装置流场仿真方法，属于火箭发射技术。本发明基于嵌套网格技术建立火箭起飞力热环境的流动模型。对含燃气输运多组分N‑S方程的无粘通量进行改进后的Roe格式离散，求解得到网格单元边界处的无粘通量。对流动模型设置边界参数后采用Realizablek‑ε湍流模型求解N‑S方程中的黏性耗散，对黏性通量进行中心差分离散，完成整个计算求解。本发明与现有技术相比的优点在于减少了计算时间；使用了嵌套网格、改进后的Roe格式、压力爬升等技术使仿真更好模拟实际情况，灵解决弹射火箭不同姿态角度、高度、速度点火时燃气射流流场仿真难题。

本发明授权火箭燃气射流冲击垂直发射装置流场仿真方法在权利要求书中公布了：1.一种火箭燃气射流冲击垂直发射装置流场仿真方法，其特征在于，步骤如下： 步骤1、建立车载垂直发射装置的三维模型，三维模型包括车体1、发射筒2和火箭3，转入步骤2； 步骤2、对建立的车载垂直发射装置的三维模型划分流动区域，并构建运动嵌套网格系统： 对建立的车载垂直发射装置的三维模型划分流动区域，采用分块网格生成策略，先将整个流动区域分成多个子域，再对每个子域分别生成计算结构网格，从而构建运动嵌套网格系统，转入步骤3； 步骤3、根据运动嵌套网格系统选择理论模型并建立火箭起飞力热环境的流动模型： 将含燃气输运多组分N-S方程离散成改进后的Roe有限体积格式，确定趋正因子值，由改进后的Roe有限体积格式数值积分-微分单元的流动方程得到计算结构网格的单元边界处的无粘通量； 其中，根据运动嵌套网格系统选择理论模型并建立火箭起飞力热环境的流动模型如式1～式9，具体如下： S3.1、在建立火箭起飞力热环境的流动模型前，先对燃气射流作以下基本假设：1燃气射流满足连续介质；2燃气射流为可压缩纯气相介质；3燃气射流内部无化学反应发生；4采用燃气和空气多组份混合流动模型，多种组份均满足理想气体状态方程； S3.2、上述假设保证燃气为牛顿粘性流体，故建立燃气多组份输运方程为 其中，Ya为火箭燃气组份a的质量分数，为物理量*的通量，如为火箭燃气组份扩散项，而为火箭燃气组份扩散的通量，Ra为火箭燃气组份a经过化学反应的净生成率，Sa为由自定义源项的火箭燃气弥散相所引起的生成率，t为多喷管火箭飞行时间，ρ为火箭燃气的密度，v为火箭燃气流速度，N为火箭燃气组份的数量； 其中，式1中的组份扩散的通量为 式2中，Da,m为混合介质中组份a的扩散系数，DT,a为燃气流微元体的散度，T为火箭燃气温度； S3.3、上述假设燃气为可压缩气体，在直角坐标系下，建立N-S方程的守恒形式为： 其中，V为火箭飞行的速度矢量，S为燃气流动截面积，Q为火箭燃气燃烧热量，为多喷管火箭的广义源项，为直角坐标系X、Y、Z方向上的方向向量，E、F和G为直角坐标系X、Y、Z方向上的火箭燃气流通量矢量，Ev、Fv和Gv为直角坐标系X、Y、Z方向上的火箭燃气粘性通量矢量； S3.4、对N-S方程的无粘通量进行改进后的Roe格式离散，求解得到计算结构网格的单元边界处的无粘通量： 利用Roe格式基本形式，离散化得到计算结构网格边界处无粘通量展开如下所示： ξ＝|U|5 其中，为Roe格式数值无粘通量，β为趋正因子，根据不同的气体物理性质β取值在0-0.5之间；Δ*为物理量*的变化量；ξ为基本的迎风耗散项，δpu为速度梯度驱动的界面修正压力，δpp为压力梯度驱动的界面修正压力，δUu为速度梯度的界面修正速度、δUp为压力梯度的界面修正速度，nx、ny、nz分别为界面法向向量在X、Y、Z轴上的分量；c为所处大气环境音速，U为界面法向速度；ρ为火箭燃气的密度，u、b、w分别为X方向、Y方向和Z方向火箭燃气流速度，p为压强，B为总能，H为火箭燃气的总焓； 转入步骤4； 步骤4、对火箭起飞力热环境的流动模型设置边界参数： 定义运动嵌套网格系统的背景网格、运动网格，并对背景网格、运动网格分别进行切割、挖洞处理，以构建运动边界的流动模型，联解火箭起飞力热环境的流动模型和火箭运动方程，定义火箭发动机燃烧室流动参数，并根据发射时大气环境定义计算大气环境参数，转入步骤5； 步骤5、对上述火箭起飞力热环境的流动模型及其边界参数、火箭发动机燃烧室流动参数以及大气环境参数求解得到流场结果：采用Realizablek-ε湍流模型求解N-S方程中的黏性耗散，对黏性通量进行中心差分离散，完成整个N-S方程解，得到马赫数、温度、压力流场图谱，以及燃气射流冲击发射筒的载荷变化曲线。

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