(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111325922.6 (22)申请日 2021.11.10 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113792508 A (43)申请公布日 2021.12.14 (73)专利权人 中国空气动力研究与发展中心计 算空气动力研究所 地址 621052 四川省绵阳市涪城区二环路 南段6号 (72)发明人 尤其　曾磊　杨肖峰　李芹　 刘深深　杜雁霞　刘磊　肖光明　 魏东　桂业伟　 (74)专利代理 机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 代理人 孙杰 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01)(56)对比文件 CN 110309552 A,2019.10.08 CN 105956286 A,2016.09.21 AU 2015101846 A4,2016.02.18 叶友达等.近空间高超 声速飞行器气动特性 研究的若干关键问题. 《力学 学报》 .2018,(第0 6 期),第18- 36页. 柳森等.小行星撞击地球的超高速问题. 《力 学学报》 .2018,(第0 6期),第37- 53页. 莫凡等.高温化学非平衡效应对高超 声速飞 行器气动力/热影响的数值研究进 展. 《中国科 学:物理学 力学 天文学》 .2021,第51卷(第10 期),第16 -41页. XiaofengYang等.Numerical analysis of the aerothermodynamic behavi or of a Hyperloop in choked flow. 《Energy》 .2021,第 237卷第1-14页. (续) 审查员 田娜 (54)发明名称 考虑表面质量引射效应的气动热计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑表面质 量引射效应 的气动热计算方法， 包括步骤： S1， 获取高超声速 飞行器的几何外型； S2， 针对获取的高超声速飞 行器的几何外型进行网格划分； S3， 获取高超声 速来流速度数据、 高超声速来流温度数据、 高超 声速来流密度数据和高超声速来流压力数据， 并 输入表面质量引射气体质量流率数据和表面质 量引射气体温度数据到计算机处理器中； S4， 计 算表面质量引射气体密度数据、 表 面质量引射气 体速度数据、 表面质量引射气体压力数据和表面 质量引射气体温度数据； S5， 计算高超声速飞行器壁面热流数据， 通过所述壁面热流数据表达高 超声速飞行器的气动热环境； 本发 明可以更精准 地预测含表面质量引射的高超声速飞行器气动 热环境。 [转续页] 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 113792508 B 2022.02.11 CN 113792508 B (56)对比文件 董维中等.高超 声速飞行器表面温度分布与 气动热耦合数值研究. 《航空学报》 .2015,第3 6卷 (第1期),第31 1-324页.曾磊等.碳基材 料氧化烧蚀的快/慢反应动 力学问题. 《实验流体力学》 .2019,第3 3卷(第2 期),第17-2 2， 101页.2/2 页 2[接上页] CN 113792508 B1.一种考虑表面质量引射效应的气动热计算方法， 其特 征在于， 包括 步骤： S1， 获取高超声速飞行器的几何外型； S2， 针对获取的高超声速飞行器的几何外型进行网格划分； S3， 获取高超声速来流速度数据、 高超声速来流温度数据、 高超声速来流密度 数据和高 超声速来流压力数据， 并输入表面质量引射气 体质量流率数据和表面质量引射气体 温度数 据到计算机处 理器中； S4， 在计算机处理器中， 基于步骤S3中的数据和利用表面质量引射气体常数数据来计 算表面质量引射气体密度数据、 表面质量引射气体速度数据、 表面质量引射气体压力数据 和表面质量引射气体温度数据； 在步骤S4中， 包括子步骤： S40， 输入表面质量引射气体质量流率 、 表面质量引射气体温度 和表面质量引 射气体常数   ， 并利用步骤S3中获取的高超声速来流速度数据、 高超声速来流温度数据、 高超声速来流密度数据和高超声速来流压力数据， 通过流场计算 获得临近壁面第一层网格 点上的压力   、 临近壁面第一层网格点上的密度   、 临近壁面第 一层网格点上的法 向速 度 ； S41， 按照如下公式计算表面质量引射气体密度数据   ： S42， 利用步骤S2 计算得到的表面质量引射气体密度数据   和步骤S3输入的表面质量 引射气体质量流率 ， 按照如下公式计算表面质量引射的垂直射流气体的法向速度 ： ； S43， 利用得到的表面质量引射气体密度数据 和步骤S3输入的表面质量引射气体温 度  和表面质量引射气体常数   ， 按照如下公式计算得到表面质量引射气体压力 ： ； S5， 在计算机处理器中， 将步骤S1~S4中的数据均带入N ‑S方程进行计算得到高超声速 飞行器壁面热流数据， 通过所述壁面热流数据表达高超声速飞行器的气动热环境， 然后基 于计算机 显示单元进行呈现所述气动热环境。 2.根据权利要求1所述的考虑表面质量引射效应的气动热计算方法， 其特征在于， 在步 骤S2中， 包括如下子步骤： 针对高超声速飞行器外型结合工况按由点到线、 由线到面、 由面 到体的顺序逐步绘制高超声速飞行器的几何外型对应的网格， 然后完成网格划分。 3.根据权利要求1所述的考虑表面质量引射效应的气动热计算方法， 其特征在于， 所述 高超声速飞行器包括 航天器返回舱。 4.根据权利要求1所述的考虑表面质量引射效应的气动热计算方法， 其特征在于， 所述权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113792508 B 3