一种整体油箱温度场分析方法技术

本发明专利技术公开了一种整体油箱温度场分析方法，属于飞机设计技术领域，包括以下步骤：步骤1：建立整体油箱结构仿真模型，确定整体油箱结构内部的燃油空间区域；步骤2：为燃油空间区域填充模拟燃油，使燃油空间区域形成满油状态；步骤3：为所述燃油空间区域内的模拟燃油进行细化，分成n层；步骤4：施加随时间变化的整体油箱结构的气动表面的气动加热数据；步骤5：通过阶梯模拟方法进行燃油消耗以及填充气体模拟；步骤6：获取通过阶梯模拟方法进行燃油消耗模拟后的整体油箱结构温度随时间的变化结果。本发明专利技术能够有效得到结构温度场变化，而且不受试验设备、试验环境的限制，产品设计周期短，提高设计效率，易于推广应用，具有较大的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于飞机设计
，具体涉及一种整体油箱温度场分析方法。
技术介绍
目前民航客机普遍采用整体油箱结构，由于飞行速度较低(小于2马赫数)，在进行结构设计时可以忽略气动加热问题。但是对于高马赫数(大于2马赫数)飞行器而言，就需要考虑气动加热对整体油箱结构的影响。通常这种影响都是通过试验模拟来反应的，但是采取试验手段的周期较长，成本较高。因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的：为了解决上述问题，本专利技术提出了一种整体油箱温度场分析方法，可以有效地节省研制时间，降低成本，便于结构设计方案快速迭代更新,能够有效得到结构温度场变化，而且不受试验设备、试验环境的限制。本专利技术的技术方案：一种整体油箱温度场分析方法，其特征在于，所述整体油箱温度场分析方法包括以下步骤：步骤1：建立整体油箱结构仿真模型，确定整体油箱结构内部的燃油空间区域；步骤2：为燃油空间区域填充模拟燃油，使燃油空间区域形成满油状态；步骤3：为所述燃油空间区域内的模拟燃油进行细化，分成n层；步骤4：施加随时间变化的整体油箱结构的气动表面的气动加热数据；步骤5：通过阶梯模拟方法进行燃油消耗以及填充气体模拟；步骤6：获取通过阶梯模拟方法进行燃油消耗模拟后的整体油箱结构温度随时间的变化结果。优选地，所述步骤2中采用体单元模拟燃油。优选地，所述步骤3具体为：采用体单元对模拟燃油进行细化，并分成所述n层的体单元。优选地，所述n≥5。优选地，所述步骤5中的阶梯模拟方法具体为：燃油消耗为随时间线性减少，并设置消耗总时间t秒，每个m秒消耗掉一层燃油的体单元，同时填充一层体单元体积的气体；其中，n×m＝t。优选地，所述燃油消耗为随时间线性减少，并设置消耗总时间t秒，每个m秒消耗掉一层燃油的体单元，同时填充一层体单元体积的气体具体为：在0至m秒计算时间内，设置燃油与整体油箱结构之间的对流换热系数和温度，进行热计算分析，得到0至m秒的初始整体油箱结构温度分布；在m至2m秒计算时间内，在m秒时，将第一层体单元属性由燃油的属性改为气体的属性，将所述初始整体油箱结构温度分布作为初始条件施加到整体油箱结构上，设置燃油与整体油箱结构之间的对流换热系数和温度、气体与整体油箱结构之间的对流换热系数和温度、气体与燃油之间的对流换热系数和温度，进行热计算分析，得到m至2m秒的第二整体油箱结构温度场；在nm-2m至nm-m秒计算时间内，在nm-2m秒时，将n-2层体单元属性由燃油的属性改为气体的属性，将第二整体油箱结构温度场作为初始条件施加到整体油箱结构上，设置燃油与整体油箱结构之间的对流换热系数和温度、气体与整体油箱结构之间的对流换热系数和温度、气体与燃油之间的对流换热系数和温度，进行热计算分析，得到第三整体油箱结构温度场；在nm-m至nm秒计算时间内，在nm-m秒时，将n-1层体单元属性由燃油的属性改为气体的属性，将第三整体油箱结构温度场作为初始条件施加到整体油箱结构上，设置燃油与整体油箱结构之间的对流换热系数和温度、气体与整体油箱结构之间的对流换热系数和温度、气体与燃油之间的对流换热系数和温度，进行热计算分析，得到第四整体油箱结构温度场。优选地，所述获取通过阶梯模拟方法进行燃油消耗模拟后的结构温度随时间的变化结果具体为：将第一整体油箱结构温度场、第二整体油箱结构温度场、第三整体油箱结构温度场以及第四整体油箱结构温度场进行时间连续整理，得到t秒时间内的整体油箱结构随时间的变化的结果。本专利技术的技术效果：本专利技术一种整体油箱温度场分析方法，针对高马赫数飞行器整体油箱温度场分析技术，能够有效得到结构温度场变化，而且不受试验设备、试验环境的限制，产品设计周期短，提高设计效率，易于推广应用，具有较大的实用价值。附图说明图1为本专利技术一种整体油箱温度场分析方法的一优选实施例的流程示意图。图2为图1所示实施例的燃油消耗随时间变化示意图。图3为图1所示实施例的燃油消耗变化阶梯模拟示意图。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。如图1所示，本专利技术一种整体油箱温度场分析方法，包括以下步骤：步骤一、建立整体油箱结构仿真模型，确定整体油箱结构内部的燃油空间区域；步骤二、为燃油空间区域填充模拟燃油，使燃油空间区域形成满油状态；步骤三、为所述燃油空间区域内的模拟燃油进行细化，分成n层；步骤四、施加随时间变化的整体油箱结构的气动表面的气动加热数据；步骤五、通过阶梯模拟方法进行燃油消耗以及填充气体模拟；步骤六、获取通过阶梯模拟方法进行燃油消耗模拟后的整体油箱结构温度随时间的变化结果。在本实施例中，步骤2中采用体单元模拟燃油；在本实施例中，步骤3具体为：采用体单元对模拟燃油进行细化，并分成所述n层的体单元。在本实施例中，所述n≥5。可以理解的是，划分的层数越多，其结果越准确。在本实施例中，步骤5中的阶梯模拟方法具体为：燃油消耗为随时间线性减少，并设置消耗总时间t秒，每个m秒消耗掉一层燃油的体单元，同时填充一层体单元体积的气体；其中，n×m＝t。在本实施例中，燃油消耗为随时间线性减少，并设置消耗总时间t秒，每个m秒消耗掉一层燃油的体单元，同时填充一层体单元体积的气体具体为：在0至m秒计算时间内，设置燃油与整体油箱结构之间的对流换热系数和温度，进行热计算分析，得到0至m秒的初始整体油箱结构温度分布；在m至2m秒计算时间内，在m秒时，将第一层体单元属性由燃油的属性改为气体的属性，将所述初始整体油箱结构温度分布作为初始条件施加到整体油箱结构上，设置燃油与整体油箱结构之间的对流换热系数和温度、气体与整体油箱结构之间的对流换热系数和温度、气体与燃油之间的对流换热系数和温度，进行热计算分析，得到m至2m秒的第二整体油箱结构温度场；在nm-2m至nm-m秒计算时间内，在nm-2m秒时，将n-2层体单元属性由燃油的属性改为气体的属性，将第二整体油箱结构温度场作为初始条件施加到整体油箱结构上，设置燃油与整体油箱结构之间的对流换热系数和温度、气体与整体油箱结构之间的对流换热系数和温度、气体与燃油之间的对流换热系数和温度，进行热计算分析，得到第三整体油箱结构温度场；在nm-m至nm秒计算时间内，在nm-m秒时，将n-1层体单元属性由燃油的属性改为气体的属性，将第三整体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整体油箱温度场分析方法，其特征在于，所述整体油箱温度场分析方法包括以下步骤：步骤1：建立整体油箱结构仿真模型，确定整体油箱结构内部的燃油空间区域；步骤2：为燃油空间区域填充模拟燃油，使燃油空间区域形成满油状态；步骤3：为所述燃油空间区域内的模拟燃油进行细化，分成n层；步骤4：施加随时间变化的整体油箱结构的气动表面的气动加热数据；步骤5：通过阶梯模拟方法进行燃油消耗以及填充气体模拟；步骤6：获取通过阶梯模拟方法进行燃油消耗模拟后的整体油箱结构温度随时间的变化结果。

【技术特征摘要】
1.一种整体油箱温度场分析方法，其特征在于，所述整体油箱温度场分析方法包括以下步骤：步骤1：建立整体油箱结构仿真模型，确定整体油箱结构内部的燃油空间区域；步骤2：为燃油空间区域填充模拟燃油，使燃油空间区域形成满油状态；步骤3：为所述燃油空间区域内的模拟燃油进行细化，分成n层；步骤4：施加随时间变化的整体油箱结构的气动表面的气动加热数据；步骤5：通过阶梯模拟方法进行燃油消耗以及填充气体模拟；步骤6：获取通过阶梯模拟方法进行燃油消耗模拟后的整体油箱结构温度随时间的变化结果。2.如权利要求1所述的整体油箱温度场分析方法，其特征在于，所述步骤2中采用体单元模拟燃油。3.如权利要求2所述的整体油箱温度场分析方法，其特征在于，所述步骤3具体为：采用体单元对模拟燃油进行细化，并分成所述n层的体单元。4.如权利要求3所述的整体油箱温度场分析方法，其特征在于，所述n≥5。5.如权利要求4所述的整体油箱温度场分析方法，其特征在于，所述步骤5中的阶梯模拟方法具体为：燃油消耗为随时间线性减少，并设置消耗总时间t秒，每个m秒消耗掉一层燃油的体单元，同时填充一层体单元体积的气体；其中，n×m＝t。6.如权利要求5所述的整体油箱温度场分析方法，其特征在于，所述燃油消耗为随时间线性减少，并设置消耗总时间t秒，每个m秒消耗掉一层燃油的体单元，同时填充一层体单元体积的气体具体为：在0至m秒计算时间内，设置燃油与整体油箱结构之间的对流换热系数和温度，进行热计算分析，得到0至m秒的初始整体油箱结构温度分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张铁亮，王德刚，王美琦，毕世权，刘利阳，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21