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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明属于超声速地面弹射计算机辅助设计技术领域，提出了一种超声速二维近地流场壅塞极限马赫数的预测方法。所述预测方法在已知菱形翼型半顶角以及离地高度的条件下即可准确预测出流场的壅塞极限马赫数。相比于一维等熵压缩极限预测方法和Kantrowitz极限预测方法，本发明提出的方法能更好的描述超声速近地流场二维特征，预测得到的超声速近地流场壅塞极限马赫数误差更小。

主权项：1.一种超声速二维近地流场壅塞极限马赫数的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：设定来流马赫数；步骤S2：基于所述来流马赫数、预设来流静压、预设来流密度计算马赫杆后马赫数、静压和密度；步骤S3：基于所述来流马赫数、预设机翼半顶角、预设来流静压、预设来流密度计算斜激波波后马赫数、静压、密度和斜激波激波角；步骤S4：基于斜激波波后马赫数、静压和密度计算反射激波波后最大气流偏转角及其对应的反射激波波后马赫数、静压和密度；步骤S5：基于反射激波波后最大气流偏转角对应的反射激波波后马赫数、静压和密度计算声速线上马赫数、静压和密度；步骤S6：基于马赫杆后马赫数、静压和密度，以及声速线上静压，计算声速线与滑移线交点至壁面的垂线上马赫数和密度；步骤S7：基于步骤S2-步骤S6的计算结果，得到声速线和垂线的高度；步骤S8：根据声速线高度和垂线高度计算离地高度，并判断计算所得离地高度的误差是否满足要求，若不满足，则返回步骤S1，若满足，则输出所述来流马赫数为壅塞极限马赫数；所述步骤S2中马赫杆后马赫数、静压和密度的计算方法如下： 1 2 3其中，为设定来流马赫数，为马赫杆后马赫数，为预设来流静压，为马赫杆后静压，为预设来流密度，为马赫杆后密度，为气体比热比；所述步骤S3中斜激波波后马赫数、静压、密度和斜激波激波角的计算方法如下： 4 5 6 7其中，为斜激波波后马赫数，为斜激波激波角，为斜激波波后静压力，为斜激波波后密度，为菱形翼型半顶角；所述步骤S4具体包括：步骤S4-1：根据步骤S3计算得到的斜激波波后马赫数、静压、密度和斜激波激波角，依据式8和式9计算反射激波波后气流最大偏转角以及对应的反射激波角度； 8 9步骤S4-2：依据式10、式11和式12分别计算出反射激波波后最大气流偏转角对应的反射激波波后马赫数、静压和密度； 10 11 12其中，为反射激波波后最大气流偏转角对应的反射激波波后马赫数；为反射激波波后最大气流偏转角对应的反射激波波后静压；为反射激波波后最大气流偏转角对应的反射激波波后密度；所述步骤S5中声速线上静压和密度的计算方法如下： 13 14其中，为声速线上静压；为声速线上密度；所述步骤S6中声速线与滑移线交点至壁面的垂线上马赫数和密度的计算方法如下： 15 16其中，为垂线上马赫数，为垂线上静压，等于，为垂线上密度；所述步骤S7中声速线和垂线的高度的求解方法如下： 17 18 19其中，为预设来流速度，为斜激波与反射激波之间区域的流体速度，为声速线上流体速度，为垂线上流体速度，为的微元矢量，为的微元矢量，为的微元矢量，为的微元矢量，为反射激波微元法向方向，为声速线微元法向方向，为单元长度，为的矢量，、、分别为马赫杆、反射激波和声速线的长度，为水平方向；联立式（17）、式（18）、式（19）方程求解出马赫杆的长度、声速线高度以及垂线高度。

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