CN110414016A - 超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法及系统，该方法包括：根据超高速管道运输工具的性能指标确定基准流场；根据所述基准流场的气动构型计算用于确定乘波体外形参数化模型的前缘曲线的几何参数；根据几何参数构建超高速管道运输工具头部的乘波体外形参数化模型；当对乘波体外形参数化模型对应的几何参数进行调整时，通过VB程序调用三维设计软件的API函数对所述乘波体外形参数化模型进行更新，并进行三维建模。本发明能够迅速的生成超高速管道运输工具头部部分的乘波体三维外形，为多学科设计优化集成提供了参数化几何外形模型，是实现该超高速管道运输工具多学科设计优化中的气动分析模块的基础。

Description

超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机软件设计技术领域，尤其涉及一种超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法及系统。

背景技术

随着国民经济的飞速发展，各种交通工具的当前效力已经不能满足人们的特殊需求。目前，一种新的交通工具“超高速管道运输工具”已经受到越来越多的关注，“超高速管道运输工具”即低真空管道里的悬浮列车(磁悬浮+低真空模式)，相比传统高铁，高速超高速管道运输工具运行速度提升了4-10倍；相比现有民航客机，速度提升了2-5倍，是人类对交通工具速度极致追求的一大进步。

在“超高速管道运输工具”的外形设计过程中，与常规外形列车相比，乘波构型具有高的升阻比，因此可采用该外型应用于“超高速管道运输工具”的前体设计。外形设计模块是多学科设计优化中不可缺少的一个学科，它必须具有足够的精度，才能为各学科设计提供了一个统一的外形模型，是各学科设计工作的基础。由于在总体设计优化中超高速管道运输工具外形需要在迭代过程中不断修改，因此，如何快速地生成超高速管道运输工具头部的乘波体三维外形是一个关键性问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法及系统。

本发明的一个方面，提供了一种超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法，包括：

根据超高速管道运输工具的性能指标确定基准流场；

根据所述基准流场的气动构型计算用于确定乘波体外形参数化模型的前缘曲线的几何参数；

根据所述几何参数构建超高速管道运输工具头部的乘波体外形参数化模型；

当对所述乘波体外形参数化模型对应的几何参数进行调整时，通过VB程序调用三维设计软件的API函数对所述乘波体外形参数化模型进行更新，并进行三维建模。

其中，所述根据所述几何参数构建超高速管道运输工具头部的乘波体外形参数化模型，包括：

根据所述几何参数生成乘波体外形参数化模型的前缘曲线；

对所述前缘曲线上的各点依次进行流线追踪，各点对应的流线组合形成所述乘波体外形参数化模型的下表面构造；

对所述前缘曲线上的各点依次进行自由流线追踪，各点对应的自由流线组合形成所述乘波体外形参数化模型的上表面构造。

其中，所述通过VB程序调用三维设计软件的API函数对所述乘波体外形参数化模型进行更新，包括：

采用VB程序进程外访问的方式调用三维设计软件的API函数，以对所述三维设计软件添加预设的脚本程序，并采用所述脚本程序根据调整后的几何参数对所述乘波体外形参数化模型进行更新。

其中，所述采用所述脚本程序根据调整后的几何参数对所述乘波体外形参数化模型进行更新，包括：

根据调整后的几何参数计算更新后的目标乘波体外形参数化模型的目标前缘曲线和轮廓曲线；

根据预设的绘图精度在当前显示界面生成所述目标前缘曲线和轮廓曲线；

调用所述三维设计软件的填充方法对由所述目标前缘曲线和轮廓曲线构成的面进行填充。

其中，在所述调用所述三维设计软件的填充方法对由所述目标前缘曲线和轮廓曲线构成的面进行填充之后，所述方法还包括：

采用预先获取到的构造类，根据填充后的模型对所述乘波体外形参数化模型进行三维建模。

本发明的另一个方面，提供了一种超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计系统，包括：

选取模块，用于根据超高速管道运输工具的性能指标确定基准流场；

计算模块，用于根据所述基准流场的气动构型计算用于确定乘波体外形参数化模型的前缘曲线的几何参数；

参数化模型构建模块，用于根据所述几何参数构建超高速管道运输工具头部的乘波体外形参数化模型；

三维模型建模模块，用于当对所述乘波体外形参数化模型对应的几何参数进行调整时，通过VB程序调用三维设计软件的API函数对所述乘波体外形参数化模型进行更新，并进行三维建模。

其中，所述参数化模型构建模块，包括：

第一构建单元，用于根据所述几何参数生成乘波体外形参数化模型的前缘曲线；

第二构建单元，用于对所述前缘曲线上的各点依次进行流线追踪，各点对应的流线组合形成所述乘波体外形参数化模型的下表面构造；

第三构建单元，用于对所述前缘曲线上的各点依次进行自由流线追踪，各点对应的自由流线组合形成所述乘波体外形参数化模型的上表面构造。

其中，所述三维模型建模模块，具体用于采用VB程序进程外访问的方式调用三维设计软件的API函数，以对所述三维设计软件添加预设的脚本程序，并采用所述脚本程序根据调整后的几何参数对所述乘波体外形参数化模型进行更新。

其中，所述三维模型建模模块，包括：

计算单元，用于根据调整后的几何参数计算更新后的目标乘波体外形参数化模型的目标前缘曲线和轮廓曲线；

绘图单元，用于根据预设的绘图精度在当前显示界面生成所述目标前缘曲线和轮廓曲线；

填充单元，用于调用所述三维设计软件的填充方法对由所述目标前缘曲线和轮廓曲线构成的面进行填充。

其中，所述三维模型建模模块还包括：

建模单元，用于在所述填充单元调用所述三维设计软件的填充方法对由所述目标前缘曲线和轮廓曲线构成的面进行填充之后，采用预先获取到的构造类，根据填充后的模型对所述乘波体外形参数化模型进行三维建模。

本发明实施例提供的超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法及系统，通过根据几何参数构建乘波体外形参数化模型的数学描述，并应用VB程序对CATIA进行二次开发，实现了乘波体外型参数化设计，进而能够迅速的生成超高速管道运输工具头部部分的乘波体三维外形，为多学科设计优化集成提供了参数化几何外形模型，是实现该超高速管道运输工具多学科设计优化中的气动分析模块的基础。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的一种超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法的流程图；

图2为本发明实施例的一种超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法的流程图；

图3为本发明实施例中的前缘曲线的示意图；

图4为本发明实施例中乘波体外形参数化模型的结构示意图；

图5为本发明实施例中乘波体外形参数化模型的下表面随马赫数的变化而变化的示意图；

图6为本发明实施例中乘波体外形参数化模型随激波角的变化而改变的示意图；

图7为本发明实施例中对乘波体外形参数化模型进行CAD建模的实现原理示意图；

图8为本发明实施例中采用A乘波体外形设计数学模型得到的三维模型的示意图；

图9为本发明实施例中采用B乘波体外形设计数学模型得到的三维模型的示意图；

图10为本发明实施例中采用C乘波体外形设计数学模型得到的三维模型的示意图；

图11为本发明实施例的一种超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1示意性示出了本发明一个实施例的超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法的流程图。参照图1，本发明实施例的超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法具体包括以下步骤：

S11、根据超高速管道运输工具的性能指标确定基准流场。

本发明实施例中，将超高速管道运输工具的头部设计为乘波体外形，以解决常规列出设计的阻力大、升阻比小的问题，进而有助于提高超高速管道运输工具的速度。

S12、根据所述基准流场的气动构型计算用于确定乘波体外形参数化模型的前缘曲线的几何参数。

S13、根据所述几何参数构建超高速管道运输工具头部的乘波体外形参数化模型。

S14、当对所述乘波体外形参数化模型对应的几何参数进行调整时，通过VB程序调用三维设计软件的API函数对所述乘波体外形参数化模型进行更新，并进行三维建模。

本发明实施例提供的超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法，通过根据几何参数构建乘波体外形参数化模型的数学描述，并应用VB程序对CATIA进行二次开发，实现了乘波体外型参数化设计，进而能够迅速的生成超高速管道运输工具头部部分的乘波体三维外形，为多学科设计优化集成提供了参数化几何外形模型，是实现该超高速管道运输工具多学科设计优化中的气动分析模块的基础。

本实施例中，乘波构型的设计是一种“反设计(Inverse Design)”的方法，由已知超声速或高超声速流场生成的气动构型，乘波构型的流动特性使其适合作为前体。具体的，乘波构型构造步骤如下：首先需要确定基准流场；给出乘波构型前缘型线；下表面通过前缘各点沿流线向下游追踪至出口位置生成；上表面通常采用通过前缘点的自由流面生成。

本实施例选取应用最广泛的无迎角圆锥流场作为基准流场，采用Taylor-Maccoll流动模型求解。来流是超声速的，所以流场中形成了激波。当来流马赫数在一定范围内时，激波贴附在锥顶点，形成了与圆锥同轴的一道圆锥激波。由克罗科定理，圆锥激波后的流场是无旋的，控制方程和无旋流动条件为：

由于流场对称性和锥形流条件，流动参数并不依赖于半径r，仅与球面角θ有关，上式可简化得：

其中，v_r、v_θ为r和θ方向的分速度，a为来流的临界速度。上面两个方程是一组耦合的常微分方程组，可以采用数值方法求解得到v_r和v_θ。本文采用四阶Runge-Kutta法求解此常微分方程组，转换后得到一系列θ位置的X向速度、Y向速度。

在本发明实施例中，如图2所示，步骤S13中的根据所述几何参数构建超高速管道运输工具头部的乘波体外形参数化模型，具体包括以下步骤：

S131、根据所述几何参数生成乘波体外形参数化模型的前缘曲线；

S132、对所述前缘曲线上的各点依次进行流线追踪，各点对应的流线组合形成所述乘波体外形参数化模型的下表面构造；

S133、对所述前缘曲线上的各点依次进行自由流线追踪，各点对应的自由流线组合形成所述乘波体外形参数化模型的上表面构造。

给定基准流场后，前缘曲线就可以唯一地确定乘波构型。如图3所示，本实施例中从后视图看前缘曲线是由三度的Bezier-Bernstein曲线组成，即确定前缘曲线在x轴方向的投影。再将该曲线沿x轴向激波面投影，其交点就是前缘曲线。使用三度的Bezier-Bernstein曲线是因为它可以用最少的控制点生成曲线，并且具有其他拟合方式没有的高效性。三度的Bezier-Bernstein曲线定义如下：

其中，

X_b(u)＝x_b(u),y_b(u)

P_k＝P_x,k,P_y,k

N＝3

三度Bernstein多项式如下：

P_k为Bezier控制点，它的选取如下：

其中，X_L为乘波体底面的X坐标，β为激波角，Width为乘波体的高度，HW_ratio为乘波体高宽比值，P_x2、P_x3、P_y2和P_y3都是控制点的坐标系数值。

下表面构造

图4为本实施例中乘波体外形参数化模型的结构示意图。如图4所示，乘波体外形参数化模型(即锥导乘波构型)的下表面为通过前缘曲线上各点的流线组合而成的。尽管各前缘点对应各自的流动平面，但由于锥形流动的轴对称性，可以应用任意径向面内的两维流场进行流线追踪，A点为前缘曲线上一点，则点A位于锥形激波面上，经过点A向下游沿流线追踪，至点B时满足长度要求，得到了点A至点B的流线。依次在前缘上各点进行流线追踪，各个位置的流线组成了乘波构型的下表面。

上表面构造

如图4所示，乘波构型的上表面一般为自由流面。经过点A的自由流线为AC。依次追踪各前缘点的自由流线组成上表面。

本实施例中，图5为乘波体外形参数化模型的下表面随马赫数的变化而变化的示意图，这是由于流场随马赫数而变化导致流线的变化。图6为乘波体外形参数化模型随激波角的变化而改变的示意图。

在本发明实施例中，步骤S14中的通过VB程序调用三维设计软件的API函数对所述乘波体外形参数化模型进行更新，具体实现方式如下：采用VB程序进程外访问的方式调用三维设计软件的API函数，以对所述三维设计软件添加预设的脚本程序，并采用所述脚本程序根据调整后的几何参数对所述乘波体外形参数化模型进行更新。

具体的，所述采用所述脚本程序根据调整后的几何参数对所述乘波体外形参数化模型进行更新，具体通过以下步骤实现：根据调整后的几何参数计算更新后的目标乘波体外形参数化模型的目标前缘曲线和轮廓曲线；根据预设的绘图精度在当前显示界面生成所述目标前缘曲线和轮廓曲线；调用所述三维设计软件的填充方法对由所述目标前缘曲线和轮廓曲线构成的面进行填充。

进一步地，在所述调用所述三维设计软件的填充方法对由所述目标前缘曲线和轮廓曲线构成的面进行填充之后，采用预先获取到的构造类，根据填充后的模型对所述乘波体外形参数化模型进行三维建模。本实施例中，在通过VB程序调用三维设计软件的API函数对所述乘波体外形参数化模型进行更新之后，进行的三维建模操作具体实现步骤为：采用预先获取到的构造类，根据填充后的模型对所述乘波体外形参数化模型进行三维建模。

本实施例中，在实现乘波体外形的数学描述的基础上，本实施例通过Automation技术和VB程序进程外访问的方式对CATIA进行二次开发以实现乘波体的参数化建模，即将CATIA作为一个OLE自动化服务器，外部脚本通过COM接口来访问CATIA内部的对象。在乘波体外型设计的用户界面上一旦几何参数被修改即通过VB调用CATIA的API函数实现参数化模型的更新和导出。

在本发明实施例中，CAD建模步骤主要分为对文档和模型的操作，要对CATIA进行操作，首先要连接到它的com接口，通过GetObject和CreatObject的方法获得Application对象，然后就可以对文档进行操作即获得Document对象，此时就可以进行文档新建、保存、另存为、关闭等操作，下一步可获得Part对象建立新的零件，最后通过获得构造类ShapeFactory进行具体的模型绘制。

图7为对乘波体外形参数化模型进行CAD建模的示意图。如图7所示，模型操作中的坐标点解算主要是对前缘曲线在后视图的投影OC、前缘曲线OA和出口线型OB的计算。根据选取的绘图精度绘制相应的坐标点和曲线，曲面采用CATIA的曲面填充方法AddNewFill，如通过点和曲线得到的面OA₁C₁、A₁C₁C₂A₂、A₂C₂C₃A₃等。乘波体下表面的构造略有不同之处是A₁B₁的连线是流线跟踪得到的，点、曲线和曲面构造方法相同。

下面通过采用3种不同乘波体外形设计数学模型进行CAD建模的验证，这3种模型A、B、C分别具有不同的设计几何参数，几何参数如下表1所示：

表1几何参数取值表

	Ma	β(度)	Hwratio(mm)	Width(mm)	P<sub>z2</sub>	P<sub>z3</sub>	P<sub>y2</sub>	P<sub>y3</sub>
									A	15	10	0.2	1220	0.2	0.3	0.95	0.5
B	10	12	0.16	1500	0.2	0.3	0.95	0.5
									C	8	14	0.2	1000	0.3	0.4	0.97	0.6

A、B、C三种外型图如图8、9、10，参见图8，A方案设计流场马赫数较大，宽度参考的超高速管道运输工具的宽度，参见图9，B方案高宽比较小，外型扁平；参见图9，C方案改变了前缘曲线在后视图投影曲线的控制点，因此截面不一样。

本发明实施例提出的超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法，能快速生成临近空间高超声速乘波体三维外形模型。以3种总体参数变化较大的方案为例,证明了该方法的适应性。该方法为多学科设计优化集成提供了参数化几何外形模型，是实现该超高速管道运输工具多学科设计优化中的气动分析模块的基础。

对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

图11示意性示出了本发明一个实施例的超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计系统的结构示意图。参照图11，本发明实施例的超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计系统具体包括选取模块201、计算模块202、参数化模型构建模块203以及三维模型建模模块204，其中：

选取模块201，用于根据超高速管道运输工具的性能指标确定基准流场；

计算模块202，用于根据所述基准流场的气动构型计算用于确定乘波体外形参数化模型的前缘曲线的几何参数；

参数化模型构建模块203，用于根据所述几何参数构建超高速管道运输工具头部的乘波体外形参数化模型；

三维模型建模模块204，用于当对所述乘波体外形参数化模型对应的几何参数进行调整时，通过VB程序调用三维设计软件的API函数对所述乘波体外形参数化模型进行更新，并进行三维建模。

本发明实施例中，所述参数化模型构建模块203，包括第一构建单元、第二构建单元以及第三构建单元，其中：

第一构建单元，用于根据所述几何参数生成乘波体外形参数化模型的前缘曲线；

第二构建单元，用于对所述前缘曲线上的各点依次进行流线追踪，各点对应的流线组合形成所述乘波体外形参数化模型的下表面构造；

第三构建单元，用于对所述前缘曲线上的各点依次进行自由流线追踪，各点对应的自由流线组合形成所述乘波体外形参数化模型的上表面构造。

本发明实施例中，所述三维模型建模模块204，具体用于采用VB程序进程外访问的方式调用三维设计软件的API函数，以对所述三维设计软件添加预设的脚本程序，并采用所述脚本程序根据调整后的几何参数对所述乘波体外形参数化模型进行更新。

具体的，所述三维模型建模模块204，包括计算单元、绘图单元以及填充单元，其中：

计算单元，用于根据调整后的几何参数计算更新后的目标乘波体外形参数化模型的目标前缘曲线和轮廓曲线；

绘图单元，用于根据预设的绘图精度在当前显示界面生成所述目标前缘曲线和轮廓曲线；

填充单元，用于调用所述三维设计软件的填充方法对由所述目标前缘曲线和轮廓曲线构成的面进行填充。

其中，所述三维模型建模模块204还包括建模单元，所述的建模单元，用于在所述填充单元调用所述三维设计软件的填充方法对由所述目标前缘曲线和轮廓曲线构成的面进行填充之后，采用预先获取到的构造类，根据填充后的模型对所述乘波体外形参数化模型进行三维建模。

对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明实施例提供的超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法及系统，通过根据几何参数构建乘波体外形参数化模型的数学描述，并应用VB程序对CATIA进行二次开发，实现了乘波体外型参数化设计，进而能够迅速的生成超高速管道运输工具头部部分的乘波体三维外形，为多学科设计优化集成提供了参数化几何外形模型，是实现该超高速管道运输工具多学科设计优化中的气动分析模块的基础。

此外，本发明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，该程序被处理器执行时实现如图1所述方法的步骤。

本实施例中，所述超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计系统集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

本发明实施例提供的超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法实施例中的步骤，例如图1所示的方法步骤。

示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计系统中的执行过程。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计方法，其特征在于，所述方法包括：

根据超高速管道运输工具的性能指标确定基准流场；

根据所述基准流场的气动构型计算用于确定乘波体外形参数化模型的前缘曲线的几何参数；

根据所述几何参数构建超高速管道运输工具头部的乘波体外形参数化模型；

当对所述乘波体外形参数化模型对应的几何参数进行调整时，通过VB程序调用三维设计软件的API函数对所述乘波体外形参数化模型进行更新，并进行三维建模。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述几何参数构建超高速管道运输工具头部的乘波体外形参数化模型，包括：

根据所述几何参数生成乘波体外形参数化模型的前缘曲线；

对所述前缘曲线上的各点依次进行流线追踪，各点对应的流线组合形成所述乘波体外形参数化模型的下表面构造；

对所述前缘曲线上的各点依次进行自由流线追踪，各点对应的自由流线组合形成所述乘波体外形参数化模型的上表面构造。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过VB程序调用三维设计软件的API函数对所述乘波体外形参数化模型进行更新，包括：

采用VB程序进程外访问的方式调用三维设计软件的API函数，以对所述三维设计软件添加预设的脚本程序，并采用所述脚本程序根据调整后的几何参数对所述乘波体外形参数化模型进行更新。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用所述脚本程序根据调整后的几何参数对所述乘波体外形参数化模型进行更新，包括：

根据调整后的几何参数计算更新后的目标乘波体外形参数化模型的目标前缘曲线和轮廓曲线；

根据预设的绘图精度在当前显示界面生成所述目标前缘曲线和轮廓曲线；

调用所述三维设计软件的填充方法对由所述目标前缘曲线和轮廓曲线构成的面进行填充。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述调用所述三维设计软件的填充方法对由所述目标前缘曲线和轮廓曲线构成的面进行填充之后，所述方法还包括：

采用预先获取到的构造类，根据填充后的模型对所述乘波体外形参数化模型进行三维建模。

6.一种超高速管道运输工具的乘波体外形参数化设计系统，其特征在于，包括：

选取模块，用于根据超高速管道运输工具的性能指标确定基准流场；

计算模块，用于根据所述基准流场的气动构型计算用于确定乘波体外形参数化模型的前缘曲线的几何参数；

参数化模型构建模块，用于根据所述几何参数构建超高速管道运输工具头部的乘波体外形参数化模型；

三维模型建模模块，用于当对所述乘波体外形参数化模型对应的几何参数进行调整时，通过VB程序调用三维设计软件的API函数对所述乘波体外形参数化模型进行更新，并进行三维建模。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述参数化模型构建模块，包括：

第一构建单元，用于根据所述几何参数生成乘波体外形参数化模型的前缘曲线；

第二构建单元，用于对所述前缘曲线上的各点依次进行流线追踪，各点对应的流线组合形成所述乘波体外形参数化模型的下表面构造；

第三构建单元，用于对所述前缘曲线上的各点依次进行自由流线追踪，各点对应的自由流线组合形成所述乘波体外形参数化模型的上表面构造。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述三维模型建模模块，具体用于采用VB程序进程外访问的方式调用三维设计软件的API函数，以对所述三维设计软件添加预设的脚本程序，并采用所述脚本程序根据调整后的几何参数对所述乘波体外形参数化模型进行更新。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述三维模型建模模块，包括：

计算单元，用于根据调整后的几何参数计算更新后的目标乘波体外形参数化模型的目标前缘曲线和轮廓曲线；

绘图单元，用于根据预设的绘图精度在当前显示界面生成所述目标前缘曲线和轮廓曲线；

填充单元，用于调用所述三维设计软件的填充方法对由所述目标前缘曲线和轮廓曲线构成的面进行填充。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述三维模型建模模块还包括：

建模单元，用于在所述填充单元调用所述三维设计软件的填充方法对由所述目标前缘曲线和轮廓曲线构成的面进行填充之后，采用预先获取到的构造类，根据填充后的模型对所述乘波体外形参数化模型进行三维建模。