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申请/专利权人：中国航空研究院

摘要：本发明公开了一种超声速民机的近场声爆预测方法、系统及存储介质，属于飞行器近场声爆预测技术领域，预测方法通过各项参数分别计算出升力等效截面积和体积等效截面积，然后将升力等效截面积和体积等效截面积求和得到等效截面积分布，并根据等效截面积分布获得声爆源的特征函数，最后可以根据该特征函数计算出声爆信号提取位置的近场声爆信号，采用计算流体力学方法提高了升力等效截面积计算的准确性；解决了现有的基于修正线化理论的声爆预测方法进行数值预测存在预测结果不准确的问题。

主权项：1.一种超声速民机的近场声爆预测方法，其特征在于，包括步骤：S1、获取声爆预测所需的各项参数；各项参数包括飞行参数、大气参数和飞行器外形参数；飞行参数包括飞行马赫数、飞行高度、飞行迎角；大气参数包括大气密度、压强、大气比热比，飞行器外形参数包括机身长度和参考面积；S2、根据飞行参数和大气参数，通过在粗网格上求解Euler方程的CFD方法算升力等效截面积；升力等效截面积的计算公式为： 其中，SLx为升力等效截面积；Ma为飞行马赫数；p∞为未受扰动的压强；γ为大气比热比，取值1.4；为飞机机头处马赫锥面与x位置马赫锥面之间飞机部分的总升力；i为升力计算范围内的网格序号；AZ为网格在z轴即升力方向上的投影面积；P为每个网格点上的压强；S3、根据飞行器外形参数，计算体积等效截面积；根据机身长度和参考面积计算体积等效截面积，体积等效截面积为声爆信号提取位置前马赫锥面切出的截面在飞行方向上的投影面积，体积等效截面积为的计算公式为：SVx＝SMxsinθ；其中，SMx为x位置处马赫锥面截得的飞行器的截面积；θ为马赫角；S4、求和升力等效截面积和体积等效截面积得到等效截面积分布，通过差分法计算等效截面积分布的二阶导数，并对二阶导数求解得到声爆源的特征函数；等效截面积分布的计算公式为：Sx＝SLx+SVx；其中，Sx为等效截面积分布，SLx为升力等效截面积；SVx为体积等效截面积；声爆源的特征函数的表达式为： 其中，Δp为过压值；p∞为未受扰动的压强；Δp与p∞的比值为近场声爆信号；γ为大气比热比，取1.4；Ma为来流马赫数；r为过压位置到飞机轴线的距离；Fy为计算函数；Fy函数的计算公式为： 其中，y为特征线相关的参数；S″x为轴向x位置马赫锥所截等效截面积的二阶导数；x为轴向声爆信号提取位置；S5、选取声爆信号提取位置并通过特征函数计算出该位置的近场声爆信号。

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