西北工业大学孟亮获国家专利权
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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种固体火箭发动机复杂装药的燃面退移设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118246270B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410297425.7,技术领域涉及:G06F30/23;该发明授权一种固体火箭发动机复杂装药的燃面退移设计方法是由孟亮;蔡卓劭;任全彬;张卫红;朱继宏;唐敏设计研发完成,并于2024-03-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种固体火箭发动机复杂装药的燃面退移设计方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种固体火箭发动机复杂装药的燃面退移设计方法,包括:根据固体火箭工作状态设计目标推力变化曲线;采用参数曲线构建药柱内嵌金属丝的几何形状,对其几何形状参数化,获得金属丝的几何参数模型;建立药柱三维有限元模型,采用PEF方法仿真得到药柱燃面退移结果,将燃面的等值面数据输出,得到火箭推力随时间的变化曲线;将仿真的推力变化曲线与目标推力变化曲线的误差作为优化目标,对金属丝几何参数进行反问题求解,得到能生成目标推力变化曲线的金属丝几何参数。本发明允许根据不同工况下固体火箭推力需求,应用反问题求解方法逆向设计金属丝结构,提升了金属丝结构设计自由度,进一步优化固体火箭发动机复杂装药的燃面退移设计。
本发明授权一种固体火箭发动机复杂装药的燃面退移设计方法在权利要求书中公布了:1.一种固体火箭发动机复杂装药的燃面退移设计方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1,根据固体火箭的工作状态设计出推力随时间的变化曲线,作为目标推力变化曲线; 步骤2,采用参数曲线构建固体火箭发动机药柱内嵌金属丝的几何形状,对金属丝的几何形状进行参数化,获得金属丝的几何参数模型,包括以下子步骤: 步骤2.1,将三次贝塞尔曲线作为参数曲线来形成金属丝的几何形状,其中三次贝塞尔曲线表示为: Pt=P01-t3+3P1t1-t2+3P2t21-t+P3t3,t∈[0,1] 式中,Pt表示曲线上任意一点,P0、P1、P2、P3分别表示金属丝曲线的四个控制点,分别为起点、两个中间点和终点,参数t从0到1的取值表示曲线上的点在整个曲线路径上的移动过程; 步骤2.2,将控制点P0和P3固定,将控制点P1和P2设定为待优化参数; 步骤3,建立内嵌有所构建金属丝的药柱的三维有限元模型,采用PEF方法仿真计算得到药柱的燃面退移结果,将燃面的等值面数据输出,得到火箭推力随时间的变化曲线; 步骤4,将仿真得到的推力变化曲线与目标推力变化曲线的误差作为优化目标,对金属丝几何参数进行反问题求解,最终得到能生成目标推力变化曲线的金属丝几何参数,从而确定药柱内嵌金属丝的最终结构,包括以下子步骤: 步骤4.1,建立金属丝几何参数求解数学模型: Find:y1,y2 Subjectto:ymin≤y1≤ymax ymin≤y2≤ymax 式中,Jh表示目标函数,y为待求解的金属丝参数曲线控制点纵坐标,y1和y2分别表示控制点P1和P2的纵坐标,ymax和ymin分别表示控制点纵坐标的上限和下限,Si表示在时刻i=1,2,3,...,N时的等值面面积,上标“s”表示仿真数据,上标“t”表示目标数据,表示目标数据最大值; 步骤4.2,对控制点P1和P2的纵坐标进行反复调优,使所生成的推力变化曲线与目标推力变化曲线的误差最小化。
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