CN115828436B

CN115828436B - 超声速飞行器进气道的总压损失评估方法及相关组件

Info

Publication number: CN115828436B
Application number: CN202310024120.4A
Authority: CN
Inventors: 余明; 傅亚陆; 刘朋欣; 袁先旭
Original assignee: Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center
Current assignee: Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center
Priority date: 2023-01-09
Filing date: 2023-01-09
Publication date: 2023-04-28
Anticipated expiration: 2043-01-09
Also published as: CN115828436A

Abstract

本申请公开了一种超声速飞行器进气道的总压损失评估方法、装置、设备及介质，涉及航空航天技术领域，该方法包括：利用非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程；对所述两点相关湍动能输运方程进行傅里叶变换以得到动能输运方程能谱；利用所述动能输运方程能谱计算出与各个尺度湍动能分别对应的动能输运，然后利用所述动能输运评估目标超声速飞行器进气道的总压损失。通过上述方法中计算出可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程，以获取在可压缩湍流情况下各个尺度湍动能的动能输运，进而可以评估出在可压缩湍流情况下的总压损失。

Description

超声速飞行器进气道的总压损失评估方法及相关组件

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别涉及超声速飞行器进气道的总压损失评估方法、装置、设备及介质。

背景技术

超声速飞行器是世界强国竞相发展的利器，进气道是超声速飞行器的重要组成部分，其本质为增压部件，超声速飞行器的推进系统的推力约四分之三以上是进气道提供的，进气道的总压损失直接决定了超声速飞行器性能以及和发动机的匹配程度。由于飞行速度变化范围大，飞行器前体斜激波与进气道唇口流动发生强烈相互作用，导致进气道出现激波/边界层干扰现象，使进气道出现总压损失，总压损失的主要原因有两个方面：一是气流经过非等熵的激波压缩；二是湍动能耗散，即超声速湍流边界层遇到激波时，强逆压梯度导致干扰区出现大/小尺度运动，小尺度和大尺度结构之间存在复杂能量输运过程，主要包括对流、扩散、粘性耗散项、尺度间能量输运、质量扩散等效应。当马赫数给定时，唇口斜角 α越大，激波越强，激波后压力越高，进气道外阻力增大，为了改善进气道性能，需要降低进气道总压损失，同时又不能使进气道外阻力过大，因此准确评估可压缩湍动能输运和不可压缩湍动能输运进而计算出总压损失对超声速飞行器进气道性能优化和发展具有重要的工程应用价值。近年来学者们已经开展了大量的相关研究，Mizuno等人发现向上的湍流输运为小尺度运动提供能量，而向下的大尺度能量输运为近壁区提供能量。目前的现有技术中，均为利用不可压缩湍动能谱输运方程计算出在不可压缩湍流情况下的总压损失，无法计算出在可压缩湍流情况下的总压损失，因此无法得出全面的总压损失，进而无法为改进超声速飞行器性能以及提高超声速飞行器与发动机的匹配程度提供足够全面的数据。

综上可见，如何计算出在可压缩湍流情况下的超声速飞行器进气道的总压损失是本领域有待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超声速飞行器进气道的总压损失评估方法、装置、设备及介质，能够计算出在可压缩湍流情况下的超声速飞行器进气道的总压损失。其具体方案如下：

第一方面，本申请公开了一种超声速飞行器进气道的总压损失评估方法，包括：

利用非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程；

对所述两点相关湍动能输运方程进行傅里叶变换以得到动能输运方程能谱；

利用所述动能输运方程能谱计算出与各个尺度湍动能分别对应的动能输运，然后利用所述动能输运评估目标超声速飞行器进气道的总压损失。

可选的，所述利用非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程，包括：

利用非守恒形式的动量脉动方程和连续方程，获取对流项、产生项、扩散项、压力变形项、粘性耗散项、质量扩散项以及尺度间能量输运项；

利用所述对流项、所述产生项、所述扩散项、所述压力变形项、所述粘性耗散项、所述质量扩散项以及所述尺度间能量输运项构建可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程。

可选的，所述获取对流项、产生项、扩散项、压力变形项、粘性耗散项、质量扩散项以及尺度间能量输运项，包括：

利用平均速度、脉动速度、平均密度、脉动密度、平均温度、脉动温度、平均压力分布以及脉动压力分布获取对流项、产生项，并基于湍流输运扩散项、压力脉动扩散项和粘性应力脉动扩散项以得到所述扩散项；

基于所述脉动速度、所述平均密度以及所述脉动压力分布，获取压力变形项，并基于分子粘性切应力和所述平均密度、所述脉动速度获取粘性耗散项，然后利用所述脉动速度、所述平均密度、所述平均压力分布、雷诺应力以及分子粘性切应力获取质量扩散项；

基于速度分量和所述湍流输运扩散项，并利用偏导原理获取尺度间能量输运项。

可选的，所述基于速度分量和所述湍流输运扩散项，并利用偏导原理获取尺度间能量输运项，包括：

基于速度分量和所述湍流输运扩散项构建第一尺度间能量运输项，并利用偏导原理和所述速度分量构建第二尺度间能量运输项，然后基于所述第一尺度间能量运输项和所述第二尺度间能量运输项获取尺度间能量输运项。

可选的，所述对所述两点相关湍动能输运方程进行傅里叶变换以得到动能输运方程能谱，包括：

分别对所述对流项、所述产生项、所述扩散项、所述压力变形项、所述粘性耗散项、所述质量扩散项以及所述尺度间能量输运项进行傅里叶变换，以得到动能输运方程能谱。

可选的，对所述尺度间能量输运项进行傅里叶变换，包括：

分别对所述第一尺度间能量运输项和所述第二尺度间能量运输项进行傅里叶变换，以得到变换后的所述尺度间能量输运项。

基于雷诺平均、所述雷诺平均的第一湍流脉动、Favre平均以及所述Favre平均的第二湍流脉动，构建所述雷诺平均和所述Favre平均的函数关系；

利用所述函数关系和非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程。

第二方面，本申请公开了一种超声速飞行器进气道的总压损失评估装置，包括：

输运方程获取模块，用于利用非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程；

变换模块，用于对所述两点相关湍动能输运方程进行傅里叶变换以得到动能输运方程能谱；

动能输运计算模块，用于利用所述动能输运方程能谱计算出与各个尺度湍动能分别对应的动能输运；

超声速飞行器进气道的总压损失模块，用于利用所述动能输运评估目标超声速飞行器进气道的总压损失。

第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括：

存储器，用于保存计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述公开的超声速飞行器进气道的总压损失评估方法的步骤。

第四方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的超声速飞行器进气道的总压损失评估方法的步骤。

可见，本申请利用非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程；对所述两点相关湍动能输运方程进行傅里叶变换以得到动能输运方程能谱；利用所述动能输运方程能谱计算出与各个尺度湍动能分别对应的动能输运，然后利用所述动能输运评估目标超声速飞行器进气道的总压损失。由此可见，本申请利用非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程，并对两点相关湍动能输运方程进行傅里叶变换，以得到动能输运方程能谱，即利用动能输运方程能谱可以计算出在可压缩湍流情况下，不同尺度湍动能分别对应的动能输运，进而评估出与动能输运对应的目标超声速飞行器进气道的总压损失，可以为目标超声速飞行器设计提供理论指导和数据支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请公开的一种超声速飞行器进气道的总压损失评估方法流程图；

图2为本申请公开的一种具体的超声速飞行器进气道的总压损失评估方法流程图；

图3为本申请公开的一种具体的动能输运评估方法流程示意图；

图4为本申请公开的一种超声速飞行器进气道的总压损失评估装置结构示意图；

图5为本申请公开的一种电子设备结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

目前的现有技术中，均为利用不可压缩湍动能谱输运方程计算出在不可压缩湍流情况下的总压损失，无法计算出在可压缩湍流情况下的总压损失，因此无法得出全面的总压损失，进而无法为改进超声速飞行器性能以及提高超声速飞行器与发动机的匹配程度提供能够全面的数据。

为此本申请相应的提供了一种超声速飞行器进气道的总压损失评估方案，计算出在可压缩湍流情况下的超声速飞行器进气道的总压损失。

参见图1所示，本申请实施例公开了一种超声速飞行器进气道的总压损失评估方法，包括：

步骤S11：利用非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程。

本实施例中，所述利用非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程，具体包括：基于雷诺平均、所述雷诺平均的第一湍流脉动、Favre平均以及所述Favre平均的第二湍流脉动，构建所述雷诺平均和所述Favre平均的函数关系；利用所述函数关系和非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程。可以理解的是，在定义雷诺平均以及Favre平均过程中，可以设置一个通用物理量，雷诺平均为，雷诺平均的第一湍流脉动为，Favre平均为，Favre平均的第二湍流脉动为，并构建雷诺平均、第一湍流脉动以及通用物理量之间的第一函数关系，以及Favre平均、第二湍流脉动以及通用物理量之间的第二函数关系，其中第一函数关系如下所示：

；

第二函数关系如下所示：

；

利用第一函数关系和第二函数关系进行平均量定义：

；

式中，表示在点处的雷诺平均，表示在点处的雷诺平均，表示在点处的Favre平均，表示在点处的Favre平均。

步骤S12：对所述两点相关湍动能输运方程进行傅里叶变换以得到动能输运方程能谱。

本实施例中，获取到可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程后，对可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程进行傅里叶变换，以得到动能输运方程能谱，可以理解的是该动能输运方程能谱可以计算可压缩湍流的动能输运。

步骤S13：利用所述动能输运方程能谱计算出与各个尺度湍动能分别对应的动能输运，然后利用所述动能输运评估目标超声速飞行器进气道的总压损失。

本实施例中，将不同尺度湍动能输入至动能输运方程能谱中，可以得到对应的动能输运，再基于动能输运评估目标超声速飞行器进气道的总压损失，并且需要注意的是，本实施例中计算动能输运和目标超声速飞行器进气道的总压损失时摆脱了弱非线性假设约束。

参见图2所示，本申请实施例公开了一种具体的超声速飞行器进气道的总压损失评估方法，包括：

步骤S21：利用非守恒形式的动量脉动方程和连续方程，获取对流项、产生项、扩散项、压力变形项、粘性耗散项、质量扩散项以及尺度间能量输运项；利用所述对流项、所述产生项、所述扩散项、所述压力变形项、所述粘性耗散项、所述质量扩散项以及所述尺度间能量输运项构建可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程。

本实施例中，所述获取对流项、产生项、扩散项、压力变形项、粘性耗散项、质量扩散项以及尺度间能量输运项，具体包括：利用平均速度、脉动速度、平均密度、脉动密度、平均温度、脉动温度、平均压力分布以及脉动压力分布获取对流项、产生项，并基于湍流输运扩散项、压力脉动扩散项和粘性应力脉动扩散项以得到所述扩散项；基于所述脉动速度、所述平均密度以及所述脉动压力分布，获取压力变形项，并基于分子粘性切应力和所述平均密度、所述脉动速度获取粘性耗散项，然后利用所述脉动速度、所述平均密度、所述平均压力分布、雷诺应力以及分子粘性切应力获取质量扩散项；基于速度分量和所述湍流输运扩散项，并利用偏导原理获取尺度间能量输运项。其中非守恒形式的动量脉动方程如下所示：

；

式中，（ i=1,2,3）表示分别在 x、 y、 z方向的速度分量，表示时间，表示 i方向的Farvre平均速度，表示 k方向坐标（ k=1,2,3表示在 x、 y、 z方向的坐标），表示 k方向脉动速度，表示 k方向的Farvre平均速度，表示密度，表示压力脉动，表示 i方向坐标，表示分子粘性切应力，表示雷诺平均密度，表示雷诺平均压力，表示雷诺平均分子粘性切应力，表示雷诺应力。

将非守恒形式的动量脉动方程的两边同时乘以，并结合连续方程，得到如下所示的公式：

；

式中，表示 i方向的Farvre平均速度，表示雷诺平均分子粘性切应力。

速度分量之间展开两点相关张量表示为如下式：

；

式中，，表示两点相关，表示点上密度，表示点上密度，表示点上 i方向脉动速度，表示点上 i方向脉动速度，表示方向坐标，表示方向两点间距离。

可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程如下所示：

；

式中，表示对流项，表示产生项，表示扩散项，表示压力变形项，表示粘性耗散项，表示尺度间能量输运项，表示质量扩散项。

对流项和产生项与平均速度变化有关，对流项和产生项具体表达式如下所示：

；

式中，表示点上和点上的两点相关，表示点上 i方向Farvre平均速度，表示点上速度和点上速度的两点相关。

扩散项包括湍流输运扩散项、压力脉动扩散项和粘性应力脉动扩散项，其中湍流输运扩散项、压力脉动扩散项和粘性应力脉动扩散项如下所示：

；

式中，表示点上脉动速度，表示点上脉动速度，表示点上压力脉动，表示点上压力脉动，表示点上分子粘性切应力，表示点上分子粘性切应力；

压力变形项反映了组分间能量传递，其中压力变形项如下所示：

；

粘性耗散项如下所示：

；

由密度脉动引起的质量扩散项的表达式如下所示：

；

式中，表示点上雷诺平均密度，表示雷诺平均分子粘性切应力。

本实施例中，所述基于速度分量和所述湍流输运扩散项，并利用偏导原理获取尺度间能量输运项，具体包括：基于速度分量和所述湍流输运扩散项构建第一尺度间能量运输项，并利用偏导原理和所述速度分量构建第二尺度间能量运输项，然后基于所述第一尺度间能量运输项和所述第二尺度间能量运输项获取尺度间能量输运项。

尺度间能量输运项可以分解为第一尺度间能量运输项和第二尺度间能量运输项，即如下所示：

；

其中第一尺度间能量运输项和第二尺度间能量运输项分别如下所示：

；

式中，表示点上展向脉动速度，表示点上展向脉动速度。

步骤S22：分别对所述对流项、所述产生项、所述扩散项、所述压力变形项、所述粘性耗散项、所述质量扩散项以及所述尺度间能量输运项进行傅里叶变换，以得到动能输运方程能谱。

本实施例中，通过对两点相关输运方程进行傅里叶变换，可以得到动能输运方程能谱，如图3所示的一种具体的动能输运评估方法流程示意图，其中动能输运方程能谱如下所示：

；

式中，表示动能输运方程能谱，表示平均实部，表示共轭复数，表示傅里叶谱系数。

将对流项和产生项转化为谱空间，即如下所示：

；

式中，表示傅里叶变换后的谱空间对流项，表示傅里叶变换后的谱空间产生项，和均表示动能输运方程能谱。

对湍流输运扩散项进行傅里叶变换，其过程如下所示：

；

式中，表示经过傅里叶变换后的湍流输运扩散项。

对压力脉动扩散项、粘性应力脉动扩散项、压力变形项、粘性耗散项进行傅里叶变换，如下所示：

；

式中，表示脉动速度，表示脉动分子粘性切应力。

本实施例中，对所述尺度间能量输运项进行傅里叶变换，具体包括：分别对所述第一尺度间能量运输项和所述第二尺度间能量运输项进行傅里叶变换，以得到变换后的所述尺度间能量输运项。其中对第一尺度间能量运输项进行傅里叶变换如下所示：

；

对第二尺度间能量运输项进行傅里叶变换如下所示：

；

式中，表示取虚部的平均值，表示展向波数，表示展向脉动速度。

步骤S23：利用所述动能输运方程能谱计算出与各个尺度湍动能分别对应的动能输运，然后利用所述动能输运评估目标超声速飞行器进气道的总压损失。

由此可见，本申请能够反映空间内压力扩散、压力变形、粘性扩散、粘性耗散等效应，能够准确的进行定量评估动能输运，使得后续利用动能输运评估目标超声速飞行器进气道的总压损失时更加可靠，实现了可压缩湍流动能输运评估，拥有更为广泛的应用范围。

参见图4所示，本申请实施例公开了一种超声速飞行器进气道的总压损失评估装置，包括：

输运方程获取模块11，用于利用非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程；

变换模块12，用于对所述两点相关湍动能输运方程进行傅里叶变换以得到动能输运方程能谱；

动能输运计算模块13，用于利用所述动能输运方程能谱计算出与各个尺度湍动能分别对应的动能输运；

总压损失评估模块14，用于利用所述动能输运评估目标超声速飞行器进气道的总压损失。

在一些具体实施例中，所述输运方程获取模块11，包括：

方程构建单元，用于利用非守恒形式的动量脉动方程和连续方程，获取对流项、产生项、扩散项、压力变形项、粘性耗散项、质量扩散项以及尺度间能量输运项；利用所述对流项、所述产生项、所述扩散项、所述压力变形项、所述粘性耗散项、所述质量扩散项以及所述尺度间能量输运项构建可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程。

在一些具体实施例中，所述方程构建单元，包括：

第一方程项获取单元，用于利用平均速度、脉动速度、平均密度、脉动密度、平均温度、脉动温度、平均压力分布以及脉动压力分布获取对流项、产生项，并基于湍流输运扩散项、压力脉动扩散项和粘性应力脉动扩散项以得到所述扩散项；

第二方程项获取单元，用于基于所述脉动速度、所述平均密度以及所述脉动压力分布，获取压力变形项；

第三方程项获取单元，用于基于分子粘性切应力和所述平均密度、所述脉动速度获取粘性耗散项；

第四方程项获取单元，用于利用所述脉动速度、所述平均密度、所述平均压力分布、雷诺应力以及分子粘性切应力获取质量扩散项；

第五方程项获取单元，用于基于速度分量和所述湍流输运扩散项，并利用偏导原理获取尺度间能量输运项。

在一些具体实施例中，所述第五方程项获取单元，包括：

尺度间能量输运项获取单元，用于基于速度分量和所述湍流输运扩散项构建第一尺度间能量运输项，并利用偏导原理和所述速度分量构建第二尺度间能量运输项，然后基于所述第一尺度间能量运输项和所述第二尺度间能量运输项获取尺度间能量输运项。

在一些具体实施例中，所述变换模块12，包括：

第一傅里叶变换单元，用于分别对所述对流项、所述产生项、所述扩散项、所述压力变形项、所述粘性耗散项、所述质量扩散项以及所述尺度间能量输运项进行傅里叶变换，以得到动能输运方程能谱。

在一些具体实施例中，所述第一傅里叶变换单元，包括：

第二傅里叶变换单元，用于分别对所述第一尺度间能量运输项和所述第二尺度间能量运输项进行傅里叶变换，以得到变换后的所述尺度间能量输运项。

在一些具体实施例中，所述输运方程获取模块11，包括：

函数关系构建单元，用于基于雷诺平均、所述雷诺平均的第一湍流脉动、Favre平均以及所述Favre平均的第二湍流脉动，构建所述雷诺平均和所述Favre平均的函数关系；

两点相关湍动能输运方程获取单元，用于利用所述函数关系和非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程。

图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、电源23、通信接口24、输入输出接口25和通信总线26。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现前述任一实施例公开的由电子设备执行的超声速飞行器进气道的总压损失评估方法中的相关步骤。

本实施例中，电源23用于为电子设备上的各硬件设备提供工作电压；通信接口24能够为电子设备创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本申请技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；输入输出接口25，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。

其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源包括操作系统221、计算机程序222及数据223等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。

其中，操作系统221用于管理与控制电子设备上的各硬件设备以及计算机程序222，以实现处理器21对存储器22中海量数据223的运算与处理，其可以是Windows、Unix、Linux等。计算机程序222除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备执行的超声速飞行器进气道的总压损失评估方法的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。数据223除了可以包括电子设备接收到的由外部设备传输进来的数据，也可以包括由自身输入输出接口25采集到的数据等。

进一步的，本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时，实现前述任一实施例公开的由超声速飞行器进气道的总压损失评估过程中执行的方法步骤。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种超声速飞行器进气道的总压损失评估方法、装置、设备及介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种超声速飞行器进气道的总压损失评估方法，其特征在于，包括：

利用所述动能输运方程能谱计算出与各个尺度湍动能分别对应的动能输运，然后利用所述动能输运评估目标超声速飞行器进气道的总压损失；

其中，所述利用非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程，包括：

利用非守恒形式的动量脉动方程和连续方程，获取对流项、产生项、扩散项、压力变形项、粘性耗散项、质量扩散项以及尺度间能量输运项；利用所述对流项、所述产生项、所述扩散项、所述压力变形项、所述粘性耗散项、所述质量扩散项以及所述尺度间能量输运项构建可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程；

所述获取对流项、产生项、扩散项、压力变形项、粘性耗散项、质量扩散项以及尺度间能量输运项，包括：

利用平均速度、脉动速度、平均密度、脉动密度、平均温度、脉动温度、平均压力分布以及脉动压力分布获取对流项、产生项，并基于湍流输运扩散项、压力脉动扩散项和粘性应力脉动扩散项以得到所述扩散项；基于所述脉动速度、所述平均密度以及所述脉动压力分布，获取压力变形项，并基于分子粘性切应力和所述平均密度、所述脉动速度获取粘性耗散项，然后利用所述脉动速度、所述平均密度、所述平均压力分布、雷诺应力以及分子粘性切应力获取质量扩散项；基于速度分量和所述湍流输运扩散项，并利用偏导原理获取尺度间能量输运项；

所述利用非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程，包括：

基于雷诺平均、所述雷诺平均的第一湍流脉动、Favre平均以及所述Favre平均的第二湍流脉动，构建所述雷诺平均和所述Favre平均的函数关系；利用所述函数关系和非守恒形式的动量脉动方程获取可压缩湍流的两点相关湍动能输运方程。

2.根据权利要求1所述的超声速飞行器进气道的总压损失评估方法，其特征在于，所述基于速度分量和所述湍流输运扩散项，并利用偏导原理获取尺度间能量输运项，包括：

3.根据权利要求2所述的超声速飞行器进气道的总压损失评估方法，其特征在于，所述对所述两点相关湍动能输运方程进行傅里叶变换以得到动能输运方程能谱，包括：

4.根据权利要求3所述的超声速飞行器进气道的总压损失评估方法，其特征在于，对所述尺度间能量输运项进行傅里叶变换，包括：

5.一种超声速飞行器进气道的总压损失评估装置，其特征在于，包括：

总压损失评估模块，用于利用所述动能输运评估目标超声速飞行器进气道的总压损失；

其中，所述输运方程获取模块，具体用于：

所述输运方程获取模块，具体用于：

6.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于保存计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求1至4任一项所述的超声速飞行器进气道的总压损失评估方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的超声速飞行器进气道的总压损失评估方法的步骤。