【技术实现步骤摘要】
本申请属于飞机气动载荷设计，特别涉及一种基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法及装置。
技术介绍
1、随着计算能力不断增强，飞机表面流场的数值计算精度不断提高，但是从数值计算结果提取的机翼表面特定位置的数据需要依赖数值计算后处理软件或者其他数据处理软件，直接根据计算网格点数据完成飞行载荷设计所需的三维插值难度很大；此外，飞行载荷计算往往需要特定展向、弦向相对位置的压力数据，直接提供该相对位置的绝对三维坐标难度较大。因此，不依赖数值分析软件的直接气动数据降维处理方法，可以简化用于飞行载荷设计的气动数据提取过程。
2、对于任意机翼，随着机翼后缘舵面偏转，必须采用重新划分网格的方法进行插值，且过程中需要使用网格生成软件、数值分析软件，难以快速、批量处理数据。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本申请提供了一种基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，包括：
2、步骤s1：将机翼表面分为若干数据点，每个数据点包括其所在位置的三维坐标与其所在位置的机翼表面气动参数；
3、步骤s2：根据数据点的三维坐标将所有数据点按照机翼上表面与机翼下表面分为上表面三维数据点集合与下表面三维数据点集合；
4、步骤s3：将上表面三维数据点集合与下表面三维数据点集合分别投影到弦向和展向所在的二维平面上得到上表面二维数据点集合与下表面二维数据点集合；
5、步骤s4：确定上表面或者下表面待计算气动载荷在二维平面上的位置，将上表面二维数据点集合或者下表面二维数
6、优选的是，所述数据点获取方法包括：
7、通过数值计算软件计算机翼表面气动参数结果；
8、将机翼表面计算网格三维坐标与对应位置的所述机翼表面气动参数结果导出得到所述数据点。
9、优选的是，步骤s2具体包括：
10、步骤s21：将机翼表面沿展向分为多个翼段，每个翼段的数据点为一个计算数据点集合；
11、步骤s22：将计算数据点集合的数据点按照弦向坐标排序；
12、将弦向坐标小于第一预设值的数据点作为前段点，
13、将弦向坐标大于等于第一预设值小于等于第二预设值的数据点作为中段点；
14、将弦向坐标大于第二预设值的数据点作为后段点；
15、步骤s23：
16、前段点中，将垂向坐标大于机翼前缘线函数的前段点归属于上表面，将垂向坐标小于等于前缘线函数的前段点归属于下表面；
17、中段点中，将垂向坐标大于前段点的中段点归属于上表面，反之，归属于下表面；
18、后段点中，将后段点的垂向坐标按照弦向坐标由小到大依次代入如下公式计算k值，当k小于1，则该点都属于上表面，反之，属于下表面；
19、
20、其中，zup为上表面中前一个已作区分的后段点的垂向坐标；zdown为下表面中前一个已作区分的后段点的垂向坐标；
21、步骤s24：将归属于下表面的数据点集合成下表面三维数据点集合；将归属于上表面的数据点集合成上表面三维数据点集合。
22、优选的是，所述第一预设值包括预设的第一曲率值；所述第二预设值包括预设的第二曲率值。
23、优选的是，步骤s4具体包括：
24、步骤s41：确定上表面或者下表面中待计算气动载荷在二维平面上的目标位置(x0,y0)；
25、步骤s42：以目标位置(x0,y0)为圆心，以r0为半径作圆，获取所述圆内的数据点；
26、步骤s43：在所述圆内的数据点中取距离位置(x0,y0)最近的m个数据点作为样本点，将所述样本点做插值获得目标位置(x0,y0)处的机翼表面气动参数。
27、优选的是，所述机翼表面气动参数包括压力系数cp。
28、优选的是，压力系数cp具体插值方法为：ri＝sqrt((xi-x0)2+(yi-y0)2)；
29、一种基于图像处理的机翼表面气动参数降维装置，采用如权利所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，包括：
30、载入模块：用于将机翼表面分为若干数据点，每个数据点包括其所在位置的三维坐标与其所在位置的机翼表面气动参数；
31、划分模块：用于根据数据点的三维坐标将所有数据点按照机翼上表面与机翼下表面分为上表面三维数据点集合与下表面三维数据点集合；
32、投影模块：用于将上表面三维数据点集合与下表面三维数据点集合分别投影到弦向和展向所在的二维平面上得到上表面二维数据点集合与下表面二维数据点集合；
33、差值计算模块：用于确定上表面或者下表面待计算气动载荷在二维平面上的位置，将上表面二维数据点集合或者下表面二维数据点集合插值到待计算气动载荷在二维平面上的位置得到对应的机翼表面气动参数，进而计算得到对应位置的气动载荷。
34、优选的是，数据点获取模块，其包括：
35、调用单元：用于调用数值计算软件计算机翼表面气动参数结果；
36、计算单元：用于将机翼表面计算网格三维坐标与对应位置的所述机翼表面气动参数结果导出得到所述数据点。
37、优选的是，划分模块具体包括：
38、翼段分割单元：用于将机翼表面沿展向分为多个翼段，每个翼段的数据点为一个计算数据点集合；
39、排序单元：用于将计算数据点集合的数据点按照弦向坐标排序；
40、将弦向坐标小于第一预设值的数据点作为前段点；
41、将弦向坐标大于等于第一预设值小于等于第二预设值的数据点作为中段点；
42、将弦向坐标大于第二预设值的数据点作为后段点；
43、整合单元：用于将数据点整合，具体的：
44、前段点中，将垂向坐标大于机翼前缘线函数的点归属于上表面，将垂向坐标小于等于前缘线函数的前段点归属于下表面；
45、中段点中，将垂向坐标大于前段点的中段点归属于上表面，反之，归属于下表面；
46、中段点中，将后段点的垂向坐标按照弦向坐标由小到大依次代入如下公式计算k值，当k小于1，则该点都属于上表面，反之，属于下表面；
47、
48、其中，zup为上表面中前一个已作区分点的后段点垂向坐标；zdown为下表面中前一个已作区分点的后段点垂向坐标；zi(l)为当前点的垂向坐标；
49、集合模块：用于将归属于下表面的数据点集合成下表面三维数据点集合；将归属于上表面的数据点集合成上表面三维数据点集合。
50、优选的是，所述第一预设值与第二预设值均通过机翼表面曲率确定。
51、优选的是，差值计算模块具体包括：
52、目标位置确定单元：用于确定上表面或者下表面中待计算气动载荷在二维平面上的目标位置(x0,y0)；
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【技术保护点】
1.一种基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，其特征在于，所述数据点获取方法包括：
3.如权利要求1所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
4.如权利要求3所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，其特征在于，所述第一预设值与第二预设值均通过机翼表面曲率确定。
5.如权利要求3所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，其特征在于，步骤S4具体包括：
6.如权利要求5所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，其特征在于，所述机翼表面气动参数包括但不限于压力系数Cp。
7.如权利要求6所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，其特征在于，压力系数Cp具体插值方法为，根据如下公式求出目标插值点距离周边四个数据点的距离；
8.一种基于图像处理的机翼表面气动参数降维装置，其特征在于，采用如权利要求1-7所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，包括：
9.
10.如权利要求8所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维装置，其特征在于，划分模块具体包括：
11.如权利要求10所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维装置，其特征在于，所述第一预设值与第二预设值均通过机翼表面曲率确定。
12.如权利要求10所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维装置，其特征在于，差值计算模块具体包括：
13.如权利要求12所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维装置，其特征在于，所述机翼表面气动参数包括但不限于压力系数Cp。
14.如权利要求13所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维装置，其特征在于，还包括插值计算模块，用于插值计算压力系数Cp，具体插值方法为，根据如下公式求出目标插值点距离周边四个数据点的距离；
...【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，其特征在于，所述数据点获取方法包括：
3.如权利要求1所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，其特征在于，步骤s2具体包括：
4.如权利要求3所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，其特征在于，所述第一预设值与第二预设值均通过机翼表面曲率确定。
5.如权利要求3所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，其特征在于，步骤s4具体包括：
6.如权利要求5所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，其特征在于，所述机翼表面气动参数包括但不限于压力系数cp。
7.如权利要求6所述的基于图像处理的机翼表面气动参数降维方法，其特征在于，压力系数cp具体插值方法为，根据如下公式求出目标插值点距离周边四个数据点的距离；
8.一种基于图像处理的机翼表面气动参数降维装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：金志宏，范庆志，牛孝飞，唐朕，王伟，张彦军，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：
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