CN115618477B - 多体运动仿真专业模板库的构建方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多体运动仿真专业模板库的构建方法及装置，以及对应的使用方法和装置。该方法包括：获取包括与样本飞行器相关的特征数据的第一样本数据，特征数据包括飞行器类型、几何结构、飞行问题、速度域以及运动形式数据等；根据特征数据将样本飞行器分解成多个功能单元，功能单元可以相对于样本飞行器的主体部分发生分离运动；以功能单元为单位对应形成特征数据集；并基于数据集获取对应于功能单元的模板单元集，模板单元集包括一个或多个具有标准几何外形的模板单元，且其整体几何外形与功能单元外形相同或近似；基于特征数据集针对标准几何外形依次生成相应的参数化模板。本方法建立了一套自组装的标准化模板库，大大提高了飞行器设计效率。

Description

多体运动仿真专业模板库的构建方法及装置

技术领域

本发明涉及多体运动仿真领域，具体地涉及一种多体运动仿真专业模板库的构建方法及装置。

背景技术

在航空航天领域，涉及多体运动的气动问题一直是研究的热点和难点，对这类问题的仿真存在着广泛的工程应用需求。航空领域典型的多体运动问题有外挂物与载机分离、舱门开闭、倾转旋翼过渡过程等。这类问题往往具有运动物体数目多、相对位移大、气动干扰严重等特征，多个部件的运动与流体运动发生强烈的相互作用，引发高度非定常、非线性的流动现象，严重影响飞行器的气动特性和姿态稳定。因此，研究多体运动问题，深入了解多体运动过程中的流场特性和飞行器运动规律，对飞行器设计和飞行试验方案的制定具有重要意义。

目前，研究多体运动气动问题的手段主要包括飞行试验、风洞试验和CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）仿真计算。飞行试验的风险高、成本大，通常作为最后的验证手段来评估设计对象。风洞试验耗时长、投入大，且多体运动气动试验存在很大的技术难度和局限性。近年来，得益于计算技术以及计算能力的迅速发展，CFD仿真计算以其强大的模拟能力，在多体运动气动问题研究中发挥了巨大作用。通过耦合流体力学方程和动力学/运动学方程，计算出多体运动过程中各部件的气动性能和运动轨迹，结合流场机理认识，评估气动干扰、非定常效应等对各部件运动的影响，可为工程设计提供有益指导。

例如，专利申请为201911385799.X的中国发明专利申请，其公开了一种气象探测火箭的参数化气动设计方法。该方法以部分选定的气动设计变量（如包括火箭长度、火箭半径等等）以及计算状态（如计算状态的高度、马赫数等等）等参数作为变量，在设计过程中可以通过对部分设计变量以及参数进行手动调节，从而自动地计算出无控气象火箭的气动性能数据，在一定程度上可以有助于提高气象火箭设计效率。但是该方法所支持的火箭类型单一，当涉及到组成结构更为复杂的火箭类型时，则难以应用。

发明内容

为了部分地缓解或解决上述问题，本发明第一方面在于，提供了一种多体运动仿真专业模板库的构建方法，包括：

S101获取第一样本数据，所述第一样本数据包括：与样本飞行器相关的特征数据，所述特征数据包括飞行器类型数据、几何结构数据、飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据；

S102根据所述特征数据将所述样本飞行器分解成多个功能单元，所述功能单元能够以独立或组合形式相对于所述样本飞行器的主体部分发生分离运动；

S103获取与所述功能单元对应的所述特征数据，形成第一特征数据集；

S104基于所述第一特征数据集中的所述几何结构数据将所述功能单元转化为模板单元集，所述模板单元集包括一个或多个模板单元，每个所述模板单元均具有标准几何外形，所述模板单元集的整体几何外形与所述功能单元的整体几何外形相同或近似；

S105基于所述第一特征数据集针对每个所述模板单元的所述标准几何外形生成几何模型参数化模板；再基于所述几何模型参数化模板对所述标准几何外形进行网格划分生成网格划分参数化模板；再基于所述网格划分参数化模板进行流场求解生成流场求解参数化模板；然后再对所述流场求解参数化模板进行后处理分析生成后处理参数化模板。

在一些实施例中，所述标准几何外形包括圆柱体、长方体、圆锥、球面、圆台、偏心圆锥、偏心圆台、变截面圆柱体、旋成体和机翼段等一种或几种模板。

在一些实施例中，所述飞行问题数据包括场景数据和飞行阶段数据。

在一些实施例中，所述飞行器类型数据包括：定翼航空器、动翼航空器、变体航空器以及弹箭类飞行器中的一种或多种。

在一些实施例中，所述运动形式数据包括：平移、旋转、六自由度以及组合运动中的一种或多种。

在一些实施例中，所述速度域数据包括：低速、亚声速、跨声速以及超声速中的一种或多种。

在一些实施例中，所述弹箭类飞行器包括：运载火箭，且当所述飞行器类型数据为所述运载火箭时，所述功能单元包括：助推器、至少一段芯级（如芯一级、芯二级）、有效载荷、整流罩中的一种或几种，和/或，助推器、至少一段芯级（如芯一级、芯二级）、有效载荷、整流罩中的一种或几种功能单元所形成的组合。

在一些实施例中，在S105步骤中，可选用以生成几何模型参数化模板的软件包括：CATIA，和/或SolidWorks。

在一些实施例中，在S105步骤中，可选用以生成网格划分参数化模板的软件包括：Pointwise，和/或ICEM。

在一些实施例中，在S105步骤中，可选用以生成流场求解参数化模板的软件包括：FlowStar。

在一些实施例中，在S105步骤中，可选用以生成后处理参数化模板的软件包括：Tecplot。

在一些实施例中，所述后处理参数化模板包括：在后处理分析过程中所生成的脚本文件，其中，所述文件包括macro宏命令和/或python脚本。

本发明第二方面在于，还提供了一种使用模板库构建飞行器仿真模型的方法，所述模板库根据上述任一所述方法构建得到，包括：

S201获取查询对象以及所述查询对象的特征数据，所述查询对象为一种飞行器，所述特征数据包括飞行器类型数据和几何结构数据，还包括飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据中的一种或多种；

S202根据所述飞行器类型数据和所述几何结构数据将所述查询对象划为一个或多个对象功能单元；所述对象功能单元能够以独立或组合形式相对于所述查询对象的主体部分发生分离运动；

S203按照第一匹配规则在所述模板库中检索与所述对象功能单元相匹配的第一模板单元，所述第一匹配规则要求所述查询对象的飞行器类型数据与所述第一模板单元的飞行器类型相同，并且所述对象功能单元的几何外形的类型与所述第一模板单元的标准几何外形的类型相同；

S204如果在S203中未能检索与所述对象功能单元相匹配的所述第一模板单元，则按照第二匹配规则在所述模板库中检索与所述对象功能单元近似的多个第二模板单元，所述第二匹配规则要求所述查询对象的飞行器类型与所述第二模板单元的飞行器类型相同，并且所述对象功能单元的所述几何外形的主要结构特征参数都能在所述多个第二模板单元的几何模型参数化模板中进行设置；

S205获取所述第一模板单元或所述多个第二模板单元对应的几何模型参数化模板、网格划分参数化模板、流场求解参数化模板和后处理参数化模板，共同生成对象功能单元仿真模板。

在一些实施例中，还包括步骤：

S206基于所述对象功能单元仿真模板进行分离运动的仿真，并对应地生成分离特征集，其中，所述分离特征集包括以下一种或多种数据：至少一个所述对象功能单元的运动轨迹、分离部件气动载荷、分离部件姿态角，其中，所述分离部件为在仿真过程中与所述主体部分发生分离运动的所述对象功能单元。

本发明第三方面在于，还对应于上述方法提供了一种多体运动仿真专业模板库的构建装置，包括：

样本获取模块，被配置为用于获取第一样本数据，所述第一样本数据包括：与样本飞行器相关的特征数据，所述特征数据包括飞行器类型数据、几何结构数据、飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据；

分解模块，被配置为用于根据所述特征数据将所述样本飞行器分解成多个功能单元，所述功能单元能够以独立或组合形式相对于所述样本飞行器的主体部分发生分离运动；

特征数据获取模块，被配置为用于获取与所述功能单元对应的所述特征数据，形成第一特征数据集；

模板转化模块，被配置为用于基于所述第一特征数据集中的所述几何结构数据将所述功能单元转化为模板单元集，所述模板单元集包括一个或多个模板单元，每个所述模板单元均具有标准几何外形，所述模板单元集的整体几何外形与所述功能单元的整体几何外形相同或近似；

模板生成模块，被配置为用于基于所述第一特征数据集针对每个所述模板单元的所述标准几何外形生成几何模型参数化模板；再基于所述几何模型参数化模板对所述标准几何外形进行网格划分生成网格划分参数化模板；再基于所述网格划分参数化模板进行流场求解生成流场求解参数化模板；然后再对所述流场求解参数化模板进行后处理分析生成后处理参数化模板。

本发明第四方面在于，还提供了一种使用模板库构建飞行器仿真模型的装置，所述模板库根据上述任一所述方法构建得到，包括：

查询对象获取模块，被配置为用于获取查询对象以及所述查询对象的特征数据，所述查询对象为一种飞行器，所述特征数据包括飞行器类型数据和几何结构数据，还包括飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据中的一种或多种；

对象划分模块，被配置为用于根据所述飞行器类型数据和所述几何结构数据将所述查询对象划为一个或多个对象功能单元；所述对象功能单元能够以独立或组合形式相对于所述查询对象的主体部分发生分离运动；

第一匹配模块，被配置为用于按照第一匹配规则在所述模板库中检索与所述对象功能单元相匹配的第一模板单元，所述第一匹配规则要求所述查询对象的飞行器类型数据与所述第一模板单元的飞行器类型相同，并且所述对象功能单元的几何外形的类型与所述第一模板单元的标准几何外形的类型相同；

第二匹配模块，被配置为用于如果在第一匹配模块中未能检索与所述对象功能单元相匹配的所述第一模板单元，则按照第二匹配规则在所述模板库中检索与所述对象功能单元近似的多个第二模板单元，所述第二匹配规则要求所述查询对象的飞行器类型与所述第二模板单元的飞行器类型相同，并且所述对象功能单元的所述几何外形的主要结构特征参数都能在所述多个第二模板单元的几何模型参数化模板中进行设置；

仿真模板生成模块，被配置为用于获取所述第一模板单元或所述多个第二模板单元对应的几何模型参数化模板、网格划分参数化模板、流场求解参数化模板和后处理参数化模板，共同生成对象功能单元仿真模板。

有益效果：

本发明所提供的模板库构建方法可用于建立一套自组装的标准化的模板库。所述构建方法通过将样本飞行器分解为多个标准几何外形，并基于标准几何外形建立对应的标准化的参数化模板。其中，所采用的标准几何外形至少具有以下优势：一是标准化的几何外形更容易用几何参数进行描述或模拟，相应的参数化模板的构建与调整过程也更为简单（也即更为快速高效）；二是基于样本飞行器所拆解得到的标准几何外形具有一定的灵活性（普适性），便于后续的自组装应用。同时，本发明中具体采用了功能性数据（如飞行器类型数据、飞行问题数据）、结构性数据（如几何结构数据）对所述样本飞行器的外形进行功能性、结构性的双重拆分，从而保证了所获取到的标准几何外形综合了功能设计、结构设计之间的关联性与特异性（或者说，所建立得到的参数化模板与功能设计、结构设计等多重因素紧密相关）。

并且，本发明还提供了一种使用模板库构建飞行器仿真模型的方法，采用该使用方法可以使得飞行器设计过程尽可能地趋近于标准化。这种标准化设计思路可以较为广泛地适用于多类型的飞行器或功能单元，如既可以适用于常规的功能单元，也可以适用于较为特殊的异形功能单元。换句话说，模板库与模板库的配套使用方法，可以在相对有限的样本数据基础上，满足多类型的飞行器或飞行器的功能单元的自组装需求。

这种标准化的设计思路尤其适用于进行飞行器的前期的预设计过程（也即在工程设计初期对飞行器的初代设计模型的可靠性进行预测）。尤其是针对一些特殊的异形功能单元，采用将非标准外形转化为标准几何外形的方式，可以快速地对其初代设计模型进行外形模拟以及仿真。最后，基于相应的模拟、仿真过程可以获取到反映其运动趋势范围的分离特征集，工程人员则可以基于分离特征集中的数值点/范围对初代设计模型进行预评估。由此，本发明可以通过成本低、耗时短的预设计为后续的主体研发工作确定方向，缩短研发周期，控制研发成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1a为本发明一示例性实施例中多体运动仿真专业模板库的构建方法的流程示意图；

图1b为本发明一示例性实施例中模板库的使用方法的流程示意图；

图2为本发明一具体实施例中的运载火箭的完整几何模型示意图；

图3示出了图2所示运载火箭的表面网格以及各部件网格所在的重叠网格区域；

图4a示出了本发明一具体实施例中运载火箭的多体运动问题仿真模板的构建、使用的部分流程示意图；

图4b示出了本发明一具体实施例中参数化模板的构建过程；

图5示出了图2所示运载火箭的各类多体运动问题的相关数据；

图6为本发明一示例性实施例中异形几何形体的外形示意图；

图7示出了用于模拟仿真图6所示异形几何形体中第一部分的剖分示意图；

图8示出了图7中的剖分结果；

图9a示出了用于模拟仿真如图6所示异形几何形体中第二部分的剖分示意图；

图9b示出了图9a中的剖分结果；

图10示出了圆台剖分示意图；

图11示出了球面剖分示意图；

图12为本发明一示例性实施例中多体运动仿真专业模板库的构建装置的功能模块示意图；

图13为本发明一示例性实施例中模板库的使用装置的功能模块示意图。

其中，01为助推器、02为芯一级、03为芯二级、04为有效载荷、05为整流罩。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本文中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。本文中，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”、“后”、“一端”、“另一端”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本文中“和/或”包括任何和所有一个或多个列出的相关项的组合。

本文中“多个”意指两个或两个以上，即其包含两个、三个、四个、五个等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

实施例一

如图1a所示，本发明第一方面在于，提供了一种多体运动仿真专业模板库的构建方法，包括：

S101获取第一样本数据，所述第一样本数据包括：与样本飞行器相关的特征数据，所述特征数据包括飞行器类型数据、几何结构数据、飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据；

S102根据所述特征数据将所述样本飞行器分解成多个功能单元，所述功能单元能够以独立或组合形式相对于所述样本飞行器的主体部分发生分离运动；

S103获取与所述功能单元对应的所述特征数据，形成第一特征数据集；

S104基于所述第一特征数据集中的所述几何结构数据将所述功能单元转化为模板单元集，所述模板单元集包括一个或多个模板单元，每个所述模板单元均具有标准几何外形，所述模板单元集的整体几何外形与所述功能单元的整体几何外形相同或近似；

S105基于所述第一特征数据集针对每个所述模板单元的所述标准几何外形生成几何模型参数化模板；再基于所述几何模型参数化模板对所述标准几何外形进行网格划分生成网格划分参数化模板；再基于所述网格划分参数化模板进行流场求解生成流场求解参数化模板；然后再对所述流场求解参数化模板进行后处理分析生成后处理参数化模板。

本实施例中，功能单元能够以独立形式运动指的是，该功能单元可以相对于飞行器的主体部分发生分离，且发生分离的功能单元可以（或者，预期可以）沿远离飞行器主体部分的方向运动。

本实施例中，功能单元能够以组合形式指的是两个或两个以上的功能单元可以同时与飞行器的主体部分发生分离，且在分离完成之后，发生分离的两个或两个以上的功能单元可以（或者，预期可以）以一体化的方式沿远离飞行器主体部分的方向运动，或者，发生分离的两个或两个以上的功能单元也可以（或者，预期可以）各自相互独立的沿远离主体部分的方向运动。

其中，飞行器的主体部分指的是在分离运动发生后，继续沿着样本飞行器规定飞行路线飞行的飞行器各个部分的统称。换句话说，飞行器的主体部分为在分离运动发生后，还需要继续执行主要飞行任务的一个或多个部分的组合。在本发明的分解模块中，样本飞行器的主体部分在流场中被视为静止。在一些实施例中，飞行器的主体部分也可以被视为一种功能单元。

例如，在一些实施例中，飞行器（或样本飞行器）包括：相结合的卫星(或飞船)和运载火箭，且二者结合的部位不是普通的螺丝、而是特制的爆炸螺栓。当运载火箭飞行到预定高度时，爆炸螺栓按照程序启动，产生上下的气流、推动卫星(或飞船)离开火箭上面级，同时也将火箭残体推动到距离卫星(或飞船)较远的安全距离上。此时卫星（或飞船）被视为飞行器的主体部分，而火箭残体则被视为飞行器的分离部件（也被称为分离部分）。并且，在本发明中，优选地在仿真环境中，卫星（或飞船）视为静止状态，通过设置流体的来流速度对卫星（或飞船）的运动状态进行仿真。进而在此过程中计算分离部件在分离之后的运动轨迹，从而判断分离部件是否存在与主体部件发生碰撞的风险，或者还可以判断分离部件最终的坠落位置。

例如，在一些实施例中，可以基于飞行器类型数据直接对样本飞行器进行功能单元的拆分。例如，当飞行器类型为三级运载火箭时，对应地拆分到多个功能单元如下：有效载荷、头部整流罩、芯一级、芯二级以及芯三级等等。

又例如，在一些实施例中，可以基于飞行器类型数据，并结合飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据中的一种或多种数据共同对同一类飞行器进行功能单元拆分。例如，当飞行器类型为飞机，且飞行问题数据为外挂物分离时，可以拆分得到多个功能单元包括：飞机主体、外挂物等，其中外挂物包括：空副油箱、武器等。

在一些实施例中，S102中的分解可以由AI智能分类/分解实现。

在一些实施例中，在进行AI智能分类后，还可以增加人工审核的步骤，或者，对于一些特殊的飞行器，也可以直接由人工进行分解。

在一些实施例中，所述标准几何外形包括圆柱体、长方体、圆锥、球面、圆台、偏心圆锥、偏心圆台、变截面圆柱体、旋成体和机翼段等一种或几种几何外形。

在一些实施例中，标准几何外形可以为一个相对完整的标准几何外形，也可以为标准几何外形的一部分。例如，标准几何外形可以为球面（或球体），也可以为球面的一部分如半球面。

在一些实施例中，所述模板单元集的整体几何外形与所述功能单元的整体几何外形相同可以是二者几何外形的类型相同。

在一些实施例中，所述模板单元集的整体几何外形与所述功能单元的整体几何外形相似可以是二者具有相同的主要结构特征参数。

进一步地，在一些实施例中，对标准几何外形的几何结构进行分析，从而确定标准几何外形的主要结构特征参数。

在一些实施例中，主要结构特征参数可以由工作人员结合实际应用场景进行人工判定。例如，工作人员可以结合工作经验以及历史设计资料确定在特定的物理环境下，或者特定的运动形式下，飞行器外形的关键特征参数是哪些，并将其设置为主要结构特征参数。

例如，在一些实施例中，圆柱体的主要结构特征参数包括：底面圆心坐标、半径、高度。

例如，在一些实施例中，长方体的主要结构特征参数包括：参考点坐标、长、宽、高。

例如，在一些实施例中，圆锥的主要结构特征参数包括：底面圆心坐标、底面半径、高度。

例如，在一些实施例中，球面的主要结构特征参数包括：球心坐标、半径。

例如，在一些实施例中，圆台的主要结构特征参数包括：底面圆心坐标、底面半径、顶面半径、高度。

例如，在一些实施例中，偏心圆锥的主要结构特征参数包括：底面半径、底面圆心坐标、顶点坐标。

例如，在一些实施例中，偏心圆台的主要结构特征参数包括：底面半径、顶面半径、底面圆心坐标、顶面圆心坐标。

例如，在一些实施例中，变截面圆柱体的主要结构特征参数包括：圆截面半径沿高度方向的变化函数、圆截面中心坐标沿高度方向的变化函数。

例如，在一些实施例中，旋成体的主要结构特征参数包括：参考点坐标、母线、旋转角度。

例如，在一些实施例中，机翼段的主要结构特征参数包括：翼剖面形状、展弦比、根梢比、前缘后掠角、下反角等。

在一些实施例中，所述飞行问题数据包括物理场景数据和飞行场景数据。

具体地，在一些实施例中，物理场景数据包括以下一种或多种：大气密度、风速、温度、太阳辐射、臭氧、水蒸气以及高能粒子等。

具体地，在一些实施例中，飞行场景数据包括以下一种或多种：载物投放、折叠翼展开、舱门开闭、外挂物分离、内埋武器发射、座舱弹射、头罩分离、弹翼折叠、子母弹抛散、弹翼展开、级间分离、空射火箭、助推器分离、整流罩分离等。

在一些实施例中，所述飞行器类型数据包括：定翼航空器、动翼航空器、变体航空器以及弹箭类飞行器中的一种或多种。其中，弹箭类飞行器包括：如图2所示的运载火箭。

在一些实施例中，所述运动形式数据包括：平移、旋转、六自由度以及组合运动中的一种或多种。

在一些实施例中，所述速度域数据包括：低速、亚声速、跨声速以及超声速中的一种或多种。

在一些实施例中，所述弹箭类飞行器包括：运载火箭，且当所述飞行器类型数据为所述运载火箭时，所述功能单元包括：助推器、至少一段芯级（如芯一级、芯二级）、有效载荷、整流罩中的一种或几种，和/或，助推器、至少一段芯级、有效载荷、整流罩中的一种或几种功能单元所形成的组合。

在一些实施例中，在S105步骤中，可选用以生成几何模型参数化模板的软件包括：CATIA，和/或SolidWorks。

在一些实施例中，在S105步骤中，可选用以生成网格划分参数化模板的软件包括：Pointwise，和/或ICEM。

在一些实施例中，在S105步骤中，可选用以生成流场求解参数化模板的软件包括：FlowStar。

在一些实施例中，在S105步骤中，可选用以生成后处理参数化模板的软件包括：Tecplot。

优选地，在一些实施例中，可以对S105中的任意一步参数化模板的构建过程中进行宏录制，随后，在最后的参数化模板中对宏录制过程中获取的脚本文件进行保存。本实施例中，由于在参数化模板中存储有宏录制的脚本文件，在后续的模板库的使用过程中，无需完整地再次执行整个模板生成的计算流程，而可以针对脚本文件进行数据调整，从而快速生成得到新的模板。

例如，在一些实施例中，所述后处理参数化模板还包括：在后处理分析过程中所生成的脚本文件，其中，所述文件包括macro宏命令和/或python脚本。

在一些实施例中，参数化模板的构建过程可以参加图4b所示。

在一些实施例中，所生成的各个参数化模板相当于为工程师提供了一套标准算例库。其中，一个标准算例包括：相应的几何模型参数化模板、网格划分参数化模板、流场求解参数化模板和后处理参数化模板。且在对某一类飞行器的多体运动问题数据进行分析拆解之后，对于标准算例的实际生成逻辑过程可以参见4b。

实施例二

如图1b所示，本发明第二方面还提供了一种使用模板库构建飞行器仿真模型的方法，所述模板库根据实施例一中的任一所述方法构建得到，包括：

S201获取查询对象以及所述查询对象的特征数据，所述查询对象为一种飞行器，所述特征数据包括飞行器类型数据和几何结构数据，还包括飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据中的一种或多种；

S202根据所述飞行器类型数据和所述几何结构数据将所述查询对象划为一个或多个对象功能单元；所述对象功能单元能够以独立或组合形式相对于所述查询对象的主体部分发生分离运动；

S203按照第一匹配规则在所述模板库中检索与所述对象功能单元相匹配的第一模板单元，所述第一匹配规则要求所述查询对象的飞行器类型数据与所述第一模板单元的飞行器类型相同，并且所述对象功能单元的几何外形的类型与所述第一模板单元的标准几何外形的类型相同；

S204如果在S203中未能检索与所述对象功能单元相匹配的所述第一模板单元，则按照第二匹配规则在所述模板库中检索与所述对象功能单元近似的多个第二模板单元，所述第二匹配规则要求所述查询对象的飞行器类型与所述第二模板单元的飞行器类型相同，并且所述对象功能单元的所述几何外形的主要结构特征参数都能在所述多个第二模板单元的几何模型参数化模板中进行设置；

S205获取所述第一模板单元或所述多个第二模板单元对应的几何模型参数化模板、网格划分参数化模板、流场求解参数化模板和后处理参数化模板，共同生成对象功能单元仿真模板。

进一步地，在一些实施例中，当基于飞行器类型数据和几何结构数据检索到与对象模板单元相对应的多个模板单元时，还可以基于第三匹配规则对所检索到的多个模板单元进行二次检索，其中，所述第三匹配规则要求所述查询对象的飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据中的一种或多种与第一或第二模板单元的飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据中相同或相近。

在一些实施例中，还包括步骤：

S206基于所述对象功能单元仿真模板进行分离运动的仿真，并对应地生成分离特征集，其中，所述分离特征集包括以下一种或多种数据：分离部件的运动轨迹、分离部件气动载荷、分离部件姿态角，所述分离部件为在仿真过程中与所述主体部分发生分离运动的所述对象功能单元。

在一些实施例中，分离特征集中的数据为一种数据可能性（如一组线性数据，或一个数据点），如分离部件的运动轨迹为计算出的一条运动轨迹线路。

或者，在另一些实施例中，分离特征集中的数据也可以为一个范围值，如姿态角的数值对应有一个角度范围。

参见图2-图5所示，下面以运载火箭为例，对本发明实施例一、二中的优选实施方式进行说明：本实施例中使用运载火箭的完整几何外形如图2所示，首先，获取到该类运载火箭的样本数据（包括：几何结构数据、飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据），根据样本数据将运载火箭分解为助推器01、芯一级02、芯二级03、有效载荷04和整流罩05等部件（相当于功能单元，该步骤为功能性分类）；然后基于功能单元的分解对样本数据进行分类得到多个第一特征数据集。进一步还对功能单元的几何外形进行解析与分类，从而得到一个或多个模板单元/标准几何外形（该步骤为结构性分类）。随后，基于SolidWorks、Pointwise软件的参数化方法建立对应于模板单元（或标准几何外形）的几何模型参数化模板、执行网格划分，形成分模块的几何模型参数化模板和网格划分参数化模板，然后在FlowStar软件中对数值模拟方法、初始条件、边界条件、计算工况等进行计算配置（这些计算配置可以从样本数据中进行获取）并生成计算控制脚本文件，形成流场求解参数化模板，经流场求解后导入Tecplot软件进行后处理分析，通过录制macro宏命令或python脚本生成.mcr或.py格式脚本文件，最终形成后处理参数化模板。其中，参数化模板可以在一定程度上拓宽模板的通用性，用户可以对模板中的特征结构数据进行调整设置，从而快速获取到新的模板。随后，还可以对所生成的参数化模板添加相应的辅助用户进行模板检索的标签，标签信息可以包括：飞行器类型、标准几何外形的类型等等。

面向运载火箭的多体运动问题仿真模板库的部分构建和使用流程如图4a所示。在选用一定的样本数据建立好模板库之后，用户则可以以输入飞行器以及飞行器的特征数据的方式，快速获取到一个或多个模板（也即第一或第二模板单元）。

当用户需要对运载火箭其中一个或多个功能单元的几何模型参数化模板进行调整时，可以通过调整基于SolidWorks的几何模型参数化模板中描述各个部件形状、尺寸、位置和方向等特征结构参数来创建新的几何模型，然后通过基于Pointwise软件Glyph2脚本的网格划分参数化模板对调整过的几何模型进行自动网格划分，生成计算网格文件并导入FlowStar软件，加载流场求解参数化模板的计算控制脚本进行自动计算配置，经流场求解后导出为Tecplot可识别的数据格式，加载后处理参数化模板的macro宏命令或python脚本，执行自动或批量后处理分析。运载火箭的表面网格及各部件网格所在的重叠网格区域如图3所示，重叠网格由背景网格和部件网格相互重叠而组成，将各个部件网格组合在一起并置于背景网格中，共同形成运载火箭的完整计算模型（也即对象功能单元仿真模板）。其中，图3从左至右依次为运载火箭表面网格、四个捆绑式助推器的部件网格、芯一级的部件网格、芯二级的部件网格、有效载荷的部件网格、一侧整流罩的部件网格、对侧整流罩的部件网格。

本实施例中，在构建模板库的过程中，采用功能性分类和结构性分类相配合的方式，保证了分类结果以及后续的模板中也可体现出功能设计与结构设计之间得关联性和特异性，从而保证分类结果与模板具有较好的可靠性（或准确性）。同时，本实施例中模板采用参数化模板的设计在保证可靠性的基础上，还进一步地拓宽了模板的通用性。

以上所采用的自组合的设计方式，除了方便用户对不同部件的参数化几何模型进行调整之外，还允许用户根据工程需求（如火箭类型、多体运动的类型）自定义不同的多体运动形式。例如，当用户需要仿真运载火箭飞行全过程中不同阶段的多体运动问题时，可以基于模板库自主地选择不同参数化模板进行组合，经过对几何模型参数模板和网格划分参数化模板进行调整之后形成自定义的多套网格重叠，然后根据实际问题在FlowStar软件中调整各个模块的运动形式和分离参数等，对多体运动问题进行仿真。

值得注意的是，与现有技术的定制化方式（也即针对某一类飞行器建立完整的几何外形模板）不同，本发明所采用的方式可以分类以及构建方式可以高效地实现模板的自组装，也即是可以广泛地适用于不同结构特点的飞行器。

例如，在一些具体实施例中，当需要仿真助推器分离过程时，将调整后的助推器、各芯级、有效载荷和整流罩的网格导入FlowStar软件并进行计算配置，调整助推器的分离参数，对助推器分离过程进行仿真。具体地，如果运载火箭采用了助推器与芯一级集束式分离，当需要仿真集束式分离过程时，将调整后的助推器、各芯级、有效载荷和整流罩的网格导入FlowStar软件并进行计算配置，协同调整助推器和芯一级的分离参数，对集束式分离过程进行仿真。当需要仿真芯一级分离过程时，将调整后的各芯级、有效载荷和整流罩的网格导入FlowStar软件并进行计算配置，调整芯一级的分离参数，对芯级分离过程进行仿真。对于存在更多芯级的情形，可通过复制并调整已有芯级的几何模型参数化模板实现增加芯级。模块化的设计方式可以组合实现的运载火箭相关多体运动形式列于图5。

在一些实施例中，最终所建立的对象功能单元仿真模板可以是对应于一个或多个对象功能单元的仿真模板。特别地，所建立的对象功能仿真模板还可以为描述飞行器整体外形的模板。

可以理解的是，本发明采用的自组装/自组合的模范构建方式，既能够针对常规功能单元（即一些外形结构相对规整、易于描述的常见的功能单元）快速建立精确度较高的几何外形，也可以快速地针对一些特殊的异形功能单元（如图6所示的一种异形助推器）建立相关性较高的仿真模板，从而在一定程度上对异形功能单元的分离特征进行预测。其中，异形功能单元指的是无法通过一个或多个标准几何外形（或几何形体）进行直接描述的功能单元。为了快速地对这一类特殊异形功能单元进行设计，本实施例通过对异形功能单元进行拆分获取到一个或多个异形体，其中，当异形体中的主要结构特征参数能够在一个或多个标准几何外形中进行设置时，则将对应的标准几何外形的参数化模板选定为异形体的仿真模板。

在一些实施例中，主要结构特征参数可以由用户结合实际应用场景（如速度域数据、飞行问题数据等）进行自定义。

具体地，参见图6-图11，在一些实施例中，基于本发明实施例中的使用模板库构建飞行器仿真模型的方法，可以快速地构建异形功能单元（也被称为异形几何形体）。

如图6所示，常见的一种异形功能单元为运载火箭助推器头部，其外形为（或类似为）偏心钝头体。

当将上述异形功能单元的特征数据输入到模板库中时，基于第一匹配规则无法匹配到相应的模板（也即第一模板单元），由此继续基于第二匹配规则进行检索。其中，基于第二匹配规则进行检索的具体过程包括：进入到飞行器类型为运载火箭的模板集中，对异形功能单元的进行分析，并将其拆解为第一部分（顶端头部）与第二部分，进而对应地获取到第一部分和第二部分的特征数据。随后，基于特征数据（包括飞行器类型数据以及几何结构数据）确定第一、二部分的主要结构特征数据，在上述模板库中分别检索与第一、二部分具有相同的主要结构特征数据的模板（也即第二模板单元），具体地分别获取到偏心圆台的模板以及球体的模板。最后，参见图7-9所示，基于第一部分、第二部分的实际几何数据对偏心圆台的模板以及球体的模板进行切割，从而得到与实际的异形功能单元更为接近的异形体（也即完成切割后的模板），再基于异形体组合为所需要的对象功能单元仿真模板。

同样地以图6所示的异形助推器为例，对切割过程的示例性实施例进行说明：

偏心圆台和球面在剖分前后的示意图分别如图7、图9a、图9b所示，具体剖分关系分别参见图10、11所示。参见图10，将圆台的侧边线AA’和BB’的交点确定为对圆台进行剖分的球面的球心，在AA’B’B平面内，剖分球面与圆台的交点为A和B，与AA’B’B平面垂直的平面AB即为组合构成运载火箭助推器头部的圆台和球面的剖分平面。在A点和B点做AA’和BB’的垂线，交点为O’，以O’为圆心，O’A为半径划分球面，经平面AB剖分后的部分球面确定为运载火箭助推器头部的曲面外形。

可以理解的是，上述的检索、切割等过程仅为一种示例性实施例。

例如，在另一些实施例中，在第二匹配规则的条件下，与对象功能单元相同结构部分相匹配的标准几何外形可以包括多个。如对于异形助推器的第一部分还可以以椭圆体来模拟。

进一步地，在一些实施例中，可以分别采用椭圆体、球体对异形助推器进行模拟，相应地，最终可以建立得到两个对象功能单元仿真模板。随后可以基于两个对象功能单元仿真模板分别进行模拟仿真，从而得到异形助推器的分离特征集，其可以在一定程度上反应异形助推器的运动趋势范围。对于飞行器的设计工程师来说，可以基于这一运动趋势范围对飞行器的设计参数进行调整与优化。例如，当工程师基于分离特征集直接或间接地获取对象功能单元的预测降落点（或降落区域）时，如果预测降落点（或降落区域）满足实际设计要求，则可以以当前的仿真模板为基础，进行进一步地优化设计。

因此，当面对特殊异形功能单元时，本发明即使没有选用以绝对精准地方式建立仿真模板，也可以通过一种或多种匹配方式尽可能地靠近或模拟这些异形功能单元的真实结构外形，从而在预实验的基础上对这些异形功能单元的运动趋势进行相对可靠的预测（换句话说，可以增强分离特征数据的可靠性）。

如上所示，本发明中的使用模板库构建飞行器仿真模型的方法，可以将难以统一表征或描述的异形功能单元采用标准化方式进行表征或描述。

因此，与现有技术不同的是，本发明实施例中提供了一套自组装模板库相配合的使用方法，无论是普通的功能单元，还是特异功能单元都能够应用于这套方法，并快速自组装出一套完整的仿真模板。

可以理解的是，现有的大多模板构建或设计方法在模板的准确性和灵活性（即通用性）之间难免会存在矛盾冲突，例如当一个模板的灵活性非常好，那么模板在应用时与各个实际结构之间的准确适配性就会较差。而本发明中，基于预设计、自组装以及标准化模板等多种手段的综合选用，实际上在一定程度上缓解或平衡了模板的灵活性与准确性之间的矛盾。

实施例三

本发明还对应于上述实施例一，提供了一种多体运动仿真专业模板库的构建装置，如图12所示，包括：

样本获取模块11，被配置为用于获取第一样本数据，所述第一样本数据包括：与样本飞行器相关的特征数据，所述特征数据包括飞行器类型数据、几何结构数据、飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据；

分解模块12，被配置为用于根据所述特征数据将所述样本飞行器分解成多个功能单元，所述功能单元能够以独立或组合形式相对于所述样本飞行器的主体部分发生分离运动；

特征数据获取模块13，被配置为用于获取与所述功能单元对应的所述特征数据，形成第一特征数据集；

模板转化模块14，被配置为用于基于所述第一特征数据集中的所述几何结构数据将所述功能单元转化为模板单元集，所述模板单元集包括一个或多个模板单元，每个所述模板单元均具有标准几何外形，所述模板单元集的整体几何外形与所述功能单元的整体几何外形相同或近似；

模板生成模块15，被配置为用于基于所述第一特征数据集针对每个所述模板单元的所述标准几何外形生成几何模型参数化模板；再基于所述几何模型参数化模板对所述标准几何外形进行网格划分生成网格划分参数化模板；再基于所述网格划分参数化模板进行流场求解生成流场求解参数化模板；然后再对所述流场求解参数化模板进行后处理分析生成后处理参数化模板。

在一些实施例中，所述标准几何外形包括圆柱体、长方体、圆锥、球面、圆台、偏心圆锥、偏心圆台、变截面圆柱体、旋成体和机翼段等一种或几种。

在一些实施例中，所述飞行问题数据包括物理场景数据和飞行场景数据。

在一些实施例中，所述飞行器类型数据包括：定翼航空器、动翼航空器、变体航空器以及弹箭类飞行器中的一种或多种。

在一些实施例中，所述运动形式数据包括：平移、旋转、六自由度以及组合运动中的一种或多种。

在一些实施例中，所述速度域数据包括：低速、亚声速、跨声速以及超声速中的一种或多种。

在一些实施例中，所述弹箭类飞行器包括：运载火箭，且当所述飞行器类型数据为所述运载火箭时，所述功能单元包括：助推器、至少一段芯级、有效载荷、整流罩中的一种或几种，和/或，助推器、至少一段芯级、有效载荷、整流罩中的一种或几种功能单元所形成的组合。

在一些实施例中，在模板生成模块15中，可选用以建立所述几何模型参数化模板的软件包括：CATIA，和/或SolidWorks。

在一些实施例中，在模板生成模块15中，可选用以建立所述网格划分参数化模板的软件包括：Pointwise，和/或ICEM。

在一些实施例中，在模板生成模块15中，可选用以建立所述流场求解参数化模板的软件包括：FlowStar。

在一些实施例中，在模板生成模块15中，在S105步骤中，可选用以建立所述后处理参数化模板的软件包括：Tecplot。

在一些实施例中，所述后处理参数化模板包括：在后处理分析过程中所生成的脚本文件，其中，所述文件包括macro宏命令和/或python脚本。

可以理解的是，本实施例中的装置可以对应实现实施例二中任一所述构建方法的任意步骤，此处不再赘述。

实施例四

本发明还对应于实施例二，提供了一种使用模板库构建飞行器仿真模型的装置，所述模板库根据实施例一中任一所述方法构建得到，如图13所示，包括：

查询对象获取模块21，被配置为用于获取查询对象以及所述查询对象的特征数据，所述查询对象为一种飞行器，所述特征数据包括飞行器类型数据和几何结构数据，还包括飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据中的一种或多种；

对象划分模块22，被配置为用于根据所述飞行器类型数据和所述几何结构数据将所述查询对象划为一个或多个对象功能单元；所述对象功能单元能够以独立或组合形式相对于所述查询对象的主体部分发生分离运动；

第一匹配模块23，被配置为用于按照第一匹配规则在所述模板库中检索与所述对象功能单元相匹配的第一模板单元，所述第一匹配规则要求所述查询对象的飞行器类型数据与所述第一模板单元的飞行器类型相同，并且所述对象功能单元的几何外形的类型与所述第一模板单元的标准几何外形的类型相同；

第二匹配模块24，被配置为用于如果在S203中未能检索与所述对象功能单元相匹配的所述第一模板单元，则按照第二匹配规则在所述模板库中检索与所述对象功能单元近似的多个第二模板单元，所述第二匹配规则要求所述查询对象的飞行器类型与所述第二模板单元的飞行器类型相同，并且所述对象功能单元的所述几何外形的主要结构特征参数都能在所述多个第二模板单元的几何模型参数化模板中进行设置；

仿真模板生成模块25，被配置为用于获取所述第一模板单元或所述多个第二模板单元对应的几何模型参数化模板、网格划分参数化模板、流场求解参数化模板和后处理参数化模板，共同生成对象功能单元仿真模板。

在一些实施例中，还包括：

仿真模块，被配置为用于基于所述对象功能单元仿真模板进行分离运动的仿真，并对应地生成分离特征集，其中，所述分离特征集包括以下一种或多种数据：分离部件的运动轨迹、分离部件气动载荷、分离部件姿态角，其中，所述分离部件为在仿真过程中与所述主体部分发生分离运动的所述对象功能单元。

可以理解的是，本实施例中的装置可以对应实现实施例二中任一方法的任意步骤，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台计算机终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种多体运动仿真专业模板库的构建方法，其特征在于，包括：

S101获取第一样本数据，所述第一样本数据包括：与样本飞行器相关的特征数据，所述特征数据包括飞行器类型数据、几何结构数据、飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据；

S102根据所述特征数据将所述样本飞行器分解成多个功能单元，所述功能单元能够以独立或组合形式相对于所述样本飞行器的主体部分发生分离运动；

S103获取与所述功能单元对应的所述特征数据，形成第一特征数据集；

S104基于所述第一特征数据集中的所述几何结构数据将所述功能单元转化为模板单元集，所述模板单元集包括一个或多个模板单元，每个所述模板单元均具有标准几何外形，所述模板单元集的整体几何外形与所述功能单元的整体几何外形相同或近似；

S105基于所述第一特征数据集针对每个所述模板单元的所述标准几何外形生成几何模型参数化模板；再基于所述几何模型参数化模板对所述标准几何外形进行网格划分生成网格划分参数化模板；再基于所述网格划分参数化模板进行流场求解生成流场求解参数化模板；然后再对所述流场求解参数化模板进行后处理分析生成后处理参数化模板。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准几何外形包括圆柱体、长方体、圆锥、球面、圆台、偏心圆锥、偏心圆台、变截面圆柱体、旋成体和机翼段的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞行问题数据包括物理场景数据和飞行场景数据；

和/或，所述飞行器类型数据包括：定翼航空器、动翼航空器、变体航空器以及弹箭类飞行器中的一种或多种；

和/或，所述运动形式数据包括：平移、旋转、六自由度以及组合运动中的一种或多种；

和/或，所述速度域数据包括：低速、亚声速、跨声速以及超声速中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述弹箭类飞行器包括：运载火箭，且当所述飞行器类型数据为所述运载火箭时，所述功能单元包括：助推器、至少一段芯级、有效载荷、整流罩中的一种或几种，和/或，助推器、至少一段芯级、有效载荷、整流罩中的一种或几种功能单元所形成的组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S105步骤中，能够选用以生成所述几何模型参数化模板的软件包括：CATIA，和/或SolidWorks；

和/或，在S105步骤中，能够选用以生成所述网格划分参数化模板的软件包括：Pointwise，和/或ICEM；

和/或，在S105步骤中，能够选用以生成所述流场求解参数化模板的软件包括：FlowStar；

和/或，在S105步骤中，能够选用以生成所述后处理参数化模板的软件包括：Tecplot。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述后处理参数化模板包括：在后处理分析过程中所生成的脚本文件，其中，所述文件包括macro宏命令和/或python脚本。

7.一种使用模板库构建飞行器仿真模型的方法，所述模板库根据权利要求1-6中任一所述方法构建得到，其特征在于，包括：

S201获取查询对象以及所述查询对象的特征数据，所述查询对象为一种飞行器，所述特征数据包括飞行器类型数据和几何结构数据，还包括飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据中的一种或多种；

S202根据所述飞行器类型数据和所述几何结构数据将所述查询对象划为一个或多个对象功能单元；所述对象功能单元能够以独立或组合形式相对于所述查询对象的主体部分发生分离运动；

S203按照第一匹配规则在所述模板库中检索与所述对象功能单元相匹配的第一模板单元，所述第一匹配规则要求所述查询对象的飞行器类型数据与所述第一模板单元的飞行器类型相同，并且所述对象功能单元的几何外形的类型与所述第一模板单元的标准几何外形的类型相同；

S204如果在S203中未能检索与所述对象功能单元相匹配的所述第一模板单元，则按照第二匹配规则在所述模板库中检索与所述对象功能单元近似的多个第二模板单元，所述第二匹配规则要求所述查询对象的飞行器类型与所述第二模板单元的飞行器类型相同，并且所述对象功能单元的所述几何外形的主要结构特征参数都能在所述多个第二模板单元的几何模型参数化模板中进行设置；

S205获取所述第一模板单元或所述多个第二模板单元对应的几何模型参数化模板、网格划分参数化模板、流场求解参数化模板和后处理参数化模板，共同生成对象功能单元仿真模板。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括步骤：

S206基于所述对象功能单元仿真模板进行分离运动的仿真，并对应地生成分离特征集，其中，所述分离特征集包括以下一种或多种数据：分离部件的运动轨迹、分离部件气动载荷、分离部件姿态角，其中，所述分离部件为在仿真过程中与所述主体部分发生分离运动的所述对象功能单元。

9.一种多体运动仿真专业模板库的构建装置，其特征在于，包括：

样本获取模块，被配置为用于获取第一样本数据，所述第一样本数据包括：与样本飞行器相关的特征数据，所述特征数据包括飞行器类型数据、几何结构数据、飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据；

分解模块，被配置为用于根据所述特征数据将所述样本飞行器分解成多个功能单元，所述功能单元能够以独立或组合形式相对于所述样本飞行器的主体部分发生分离运动；

特征数据获取模块，被配置为用于获取与所述功能单元对应的所述特征数据，形成第一特征数据集；

模板转化模块，被配置为用于基于所述第一特征数据集中的所述几何结构数据将所述功能单元转化为模板单元集，所述模板单元集包括一个或多个模板单元，每个所述模板单元均具有标准几何外形，所述模板单元集的整体几何外形与所述功能单元的整体几何外形相同或近似；

模板生成模块，被配置为用于基于所述第一特征数据集针对每个所述模板单元的所述标准几何外形生成几何模型参数化模板；再基于所述几何模型参数化模板对所述标准几何外形进行网格划分生成网格划分参数化模板；再基于所述网格划分参数化模板进行流场求解生成流场求解参数化模板；然后再对所述流场求解参数化模板进行后处理分析生成后处理参数化模板。

10.一种使用模板库构建飞行器仿真模型的装置，所述模板库根据权利要求1-6中任一所述方法构建得到，其特征在于，包括：

查询对象获取模块，被配置为用于获取查询对象以及所述查询对象的特征数据，所述查询对象为一种飞行器，所述特征数据包括飞行器类型数据和几何结构数据，还包括飞行问题数据、速度域数据、运动形式数据中的一种或多种；

对象划分模块，被配置为用于根据所述飞行器类型数据和所述几何结构数据将所述查询对象划为一个或多个对象功能单元；所述对象功能单元能够以独立或组合形式相对于所述查询对象的主体部分发生分离运动；

第一匹配模块，被配置为用于按照第一匹配规则在所述模板库中检索与所述对象功能单元相匹配的第一模板单元，所述第一匹配规则要求所述查询对象的飞行器类型数据与所述第一模板单元的飞行器类型相同，并且所述对象功能单元的几何外形的类型与所述第一模板单元的标准几何外形的类型相同；

第二匹配模块，被配置为用于如果在所述第一匹配模块中未能检索与所述对象功能单元相匹配的所述第一模板单元，则按照第二匹配规则在所述模板库中检索与所述对象功能单元近似的多个第二模板单元，所述第二匹配规则要求所述查询对象的飞行器类型与所述第二模板单元的飞行器类型相同，并且所述对象功能单元的所述几何外形的主要结构特征参数都能在所述多个第二模板单元的几何模型参数化模板中进行设置；

仿真模板生成模块，被配置为用于获取所述第一模板单元或所述多个第二模板单元对应的几何模型参数化模板、网格划分参数化模板、流场求解参数化模板和后处理参数化模板，共同生成对象功能单元仿真模板。

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