球头锥飞行器再入过程的温度特性计算方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及温度特性研究技术领域，特别涉及一种球头锥飞行器再入过程的温度特性计算方法和装置。其中，方法包括：获取目标球头锥飞行器的目标型号；根据目标型号，计算目标球头锥飞行器在再入过程中的各个飞行高度下的头部驻点温度；根据目标型号确定目标球头锥飞行器温度预估模型；根据目标球头锥飞行器在各个飞行高度下的头部驻点温度和目标球头锥飞行器温度预估模型，分别确定目标球头锥飞行器在再入过程中的每一个飞行高度时的表面温度分布。本方案，可以提高球头锥飞行器再入过程的温度特性的计算速度。过程的温度特性的计算速度。过程的温度特性的计算速度。

【技术实现步骤摘要】
球头锥飞行器再入过程的温度特性计算方法和装置


[0001]本专利技术实施例涉及温度特性研究
，特别涉及一种球头锥飞行器再入过程的温度特性计算方法和装置。

技术介绍

[0002]目前，球头锥飞行器再入过程的温度特性研究具有较为重要的意义，在球头锥飞行器的再入过程中，会产生非常复杂的气动加热现象。
[0003]现有的球头锥飞行器再入过程的温度特性计算方法多为数值模拟方法，虽然数值模拟方法可以较为精确地计算出气动热效应产生的温度特性，但该方法的计算时间较长，不太适用于日常研究中计算速度要求比较高的情况。
[0004]因此，亟需一种新的球头锥飞行器再入过程的温度特性计算方法。

技术实现思路

[0005]为了减少球头锥飞行器再入过程的温度特性的计算时间，本专利技术实施例提供了一种球头锥飞行器再入过程的温度特性计算方法和装置。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种球头锥飞行器再入过程的温度特性计算方法，包括：
[0007]获取目标球头锥飞行器的目标型号；
[0008]根据所述目标型号，计算所述目标球头锥飞行器在再入过程中的各个飞行高度下的头部驻点温度；
[0009]根据所述目标型号确定目标球头锥飞行器温度预估模型；
[0010]根据所述目标球头锥飞行器在各个飞行高度下的头部驻点温度和所述目标球头锥飞行器温度预估模型，分别确定所述目标球头锥飞行器在再入过程中的每一个飞行高度时的表面温度分布。
[0011]优选的，所述根据所述目标型号，计算所述目标球头锥飞行器在再入过程中的各个飞行高度下的头部驻点温度，包括：
[0012]针对所述目标球头锥飞行器在再入过程中的每一个飞行高度，均执行：
[0013]确定所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的飞行速度；
[0014]根据所述目标型号、当前飞行高度和所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的飞行速度，确定所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点热流；
[0015]根据所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点热流，确定所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点温度。
[0016]优选的，所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点热流是通过如下公式计算得到的：
[0017][0018]式中，q为头部驻点热流，R为所述目标球头锥飞行器的球头半径，V
*
和ρ
*
分别为预设的参考速度和参考密度，U
∞
为所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的飞行速度，ρ
∞
为当前飞行高度对应的大气密度。
[0019]优选的，所述根据所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点热流，确定所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点温度，包括：
[0020]确定所述目标球头锥飞行器的初始壳体温度；所述初始壳体温度为所述目标球头锥飞行器未开始再入过程时的壳体温度；
[0021]根据所述目标型号，确定所述目标球头锥飞行器的壳体厚度；
[0022]确定在当前飞行高度时所述目标球头锥飞行器进入再入过程的时长；
[0023]根据所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点热流、所述初始壳体温度、所述壳体厚度和在当前飞行高度时所述目标球头锥飞行器进入再入过程的时长，确定所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点温度。
[0024]优选的，所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点温度是通过如下公式计算的：
[0025][0026][0027]式中，l为壳体厚度，x为壳体厚度方向的位置变量，x∈[0,l]；T为头部驻点的各个壳体厚度位置下的温度，T0为所述初始壳体温度，t为在当前飞行高度时所述目标球头锥飞行器进入再入过程的时长，λ为所述目标球头锥飞行器的壳体导热系数，ρ为壳体密度，c为壳体比热，q为所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点热流。
[0028]优选的，所述根据所述目标型号确定目标球头锥飞行器温度预估模型，包括：
[0029]根据不同型号的球头锥飞行器的数值模拟结果，构建球头锥飞行器温度预估模型库；
[0030]根据所述目标型号和所述球头锥飞行器温度预估模型库，确定目标球头锥飞行器温度预估模型。
[0031]优选的，所述目标球头锥飞行器在再入过程中的每一个飞行高度时的表面温度分布是通过如下公式计算的：
[0032]T(x)＝A1·
exp(
‑
x/t1)+A2·
exp(
‑
x/t2)+t0+T
l
[0033]式中，T(x)为所述目标球头锥飞行器在再入过程中的当前飞行高度时的表面温度分布，x为所述目标球头锥飞行器表面各位置与头部驻点的距离，T
l
为所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度下的头部驻点温度，A1、A2、t1、t2、t0为所述目标球头锥飞行器温度预估模型的常数。
[0034]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种球头锥飞行器再入过程的温度特性计算装置，包括：
[0035]获取单元，用于获取目标球头锥飞行器的目标型号；
[0036]计算单元，用于根据所述目标型号，计算所述目标球头锥飞行器在再入过程中的各个飞行高度下的头部驻点温度；
[0037]确定单元，用于根据所述目标型号确定目标球头锥飞行器温度预估模型；
[0038]预估单元，用于根据所述目标球头锥飞行器在各个飞行高度下的头部驻点温度和所述目标球头锥飞行器温度预估模型，分别确定所述目标球头锥飞行器在再入过程中的每一个飞行高度时的表面温度分布。
[0039]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。
[0040]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。
[0041]本专利技术实施例提供了一种球头锥飞行器再入过程的温度特性计算方法和装置，首先获取待计算的目标球头锥飞行器的目标型号，根据目标型号，计算目标球头锥飞行器在再入过程中的各个飞行高度下的头部驻点温度；然后，根据目标型号确定目标球头锥飞行器温度预估模型；最后，根据目标球头锥飞行器在各个飞行高度下的头部驻点温度和目标球头锥飞行器温度预估模型，分别确定目标球头锥飞行器在再入过程中的每一个飞行高度时的表面温度分布，以此来提高球头锥飞行器再入过程的温度特性的计算速度。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043]图1是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球头锥飞行器再入过程的温度特性计算方法，其特征在于，包括：获取目标球头锥飞行器的目标型号；根据所述目标型号，计算所述目标球头锥飞行器在再入过程中的各个飞行高度下的头部驻点温度；根据所述目标型号确定目标球头锥飞行器温度预估模型；根据所述目标球头锥飞行器在各个飞行高度下的头部驻点温度和所述目标球头锥飞行器温度预估模型，分别确定所述目标球头锥飞行器在再入过程中的每一个飞行高度时的表面温度分布。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标型号，计算所述目标球头锥飞行器在再入过程中的各个飞行高度下的头部驻点温度，包括：针对所述目标球头锥飞行器在再入过程中的每一个飞行高度，均执行：确定所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的飞行速度；根据所述目标型号、当前飞行高度和所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的飞行速度，确定所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点热流；根据所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点热流，确定所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点温度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点热流是通过如下公式计算得到的：式中，q为头部驻点热流，R为所述目标球头锥飞行器的球头半径，V
*
和ρ
*
分别为预设的参考速度和参考密度，U
∞
为所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的飞行速度，ρ
∞
为当前飞行高度对应的大气密度。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点热流，确定所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点温度，包括：确定所述目标球头锥飞行器的初始壳体温度；所述初始壳体温度为所述目标球头锥飞行器未开始再入过程时的壳体温度；根据所述目标型号，确定所述目标球头锥飞行器的壳体厚度；确定在当前飞行高度时所述目标球头锥飞行器进入再入过程的时长；根据所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点热流、所述初始壳体温度、所述壳体厚度和在当前飞行高度时所述目标球头锥飞行器进入再入过程的时长，确定所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点温度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标球头锥飞行器在当前飞行高度的头部驻点温度是通过如下公式计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞松健，王振华，包醒东，毛宏霞，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：