一种跨维度耦合求解防冰部件表面温度的方法与流程

1.本技术属于飞机防冰技术领域，特别涉及一种跨维度耦合求解防冰部件表面温度的方法。


背景技术：

2.在求解防冰部件表面温度时，考虑到分析成本和技术手段的限制，有时需要将低维度的分析方法和高维度的结合起来，建立跨维度耦合求解防冰部件表面温度的分析方法。在求解存在水相变换热的防冰部件表面温度时，往往需要迭代计算，将低维度系统级参数加载到高维度温度分析模型上；然后再将高维度温度分析模型上的计算结果处理后，传递给低维度系统级分析数学模型中，实现两者之间的耦合计算。低维度模型无法考虑高维度模型的几何各向异性，高维度模型需要降维转化以适应低维度系统级分析数学模型的要求。如何解决防冰部件表面温度求解时的维度转化问题，是本专利要解决的技术问题。
3.要想解决跨维度耦合求解防冰部件表面温度的问题，就必须保证高维度模型温度场结果传递给低维度模型的参数不具有几何依赖特征，且低维度模型传递给高维度模型的参数只与高维度传递而来的参数相关联，也是不具有几何依赖特征。
4.商用软件和专业模块解决防冰部件表面温度求解问题时都完全基于同维度，处理高维度计算分析的过程复杂，开发难度是极大的。因此如何利用跨维度耦合来减少开发难度的同时有效的求取防冰部件表面温度是一个需要解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供了一种跨维度耦合求解防冰部件表面温度的方法，以解决现有技术中通过高维度计算分析防冰部件表面温度难度较大的问题。
6.本技术的技术方案是：一种跨维度耦合求解防冰部件表面温度的方法，包括，获取防冰部件高维度模型初始温度场的表面各节点温度值t
w1
；获取低维度模型防冰部件表面温度t
w2
；采用低维度模型表面温度修正公式，获取低维度模型表面温度的修正值；基于低维度模型表面的水相变确定热交换量q；将基于低维度模型的表面热交换量q加载于高维度模型上，完成高维度模型表面温度计算，获得该迭代步骤的高维度模型表面各节点温度值t'
w1
；对比高维度模型表面节点最新一轮和上一轮的温度差值，如果差值小于收敛判断标准，则最新一轮表面的温度值为最终计算结果；反之，则重复迭代运算高维度模型的表面温度值，直至前后两次迭代的高维度模型表面各节点温度差值在设定阈值范围内。
7.优选地，所述低维度模型的表面温度的修正公式为t'
w2
＝a*t
w1
b*t
w2
，其中a b＝1。
8.优选地，基于低维度模型表面温度水的相变热交换量q为q＝f(t'
w2
)。
9.优选地，采用能量平衡的方式获取低维度模型防冰部件表面温度。
10.作为一种具体实施方式，一种跨维度耦合求解防冰部件表面温度的系统，包括，第一表面温度获取模块，用于获取高维度模型的表面各节点温度值；第二表面温度获取模块，
用于获取低维度模型的表面温度值；表面温度修正模块，用于修正低维度模型的表面温度值；热交换量确定模块，用于获取低维度模型的热交换量q；表面温度迭代模块，用于将热交换量q加载于高维度模型上，完成高维度模型表面各节点温度计算，获得该迭代步骤的高维度模型表面各节点温度值；收敛判定模块，用于对比高维度模型表面节点最新一轮和上一轮的温度差值，如果差值小于收敛判断标准，则最新一轮表面的温度值为最终计算结果；反之，则重复迭代运算高维度模型的表面温度值，直至前后两次迭代的高维度模型表面各节点温度差值在设定阈值范围内。
11.本技术的一种跨维度耦合求解防冰部件表面温度的方法，以表面温度作为不同维度模型之间的参数传递，通过先获取高维度模型表面各节点温度和低维度模型表面温度，通过对低维度模型的表面温度修正值获取热交换量q加载到高维度模型，获取迭代后的高维度模型表面各节点温度，而后再通过迭代后的高维度模型表面各节点温度再次对低温度模型表面温度进行修正，进行重复的迭代，使得训练收敛，以能够快速、准确地对防冰部件表面温度进行求取。
附图说明
12.为了更清楚地说明本技术提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例。
13.图1为本技术整体流程结构示意图；
14.图2为本技术整体系统结构示意图。
15.1、第一表面温度获取模块；2、第二表面温度获取模块；3、温度修正模块；4、热交换量确定模块；5、表面温度迭代模块；6、收敛判定模块。
具体实施方式
16.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
17.一种跨维度耦合求解防冰部件表面温度的方法，如图1所示，包括：
18.步骤s100，获取防冰部件高维度模型初始温度场的表面各节点温度值t
w1
；
19.步骤s200，获取低维度模型防冰部件表面温度t
w2
；
20.步骤s300，采用低维度模型表面温度修正公式，获取低维度模型表面温度的修正值；
21.步骤s400，基于低维度模型表面的水相变确定热交换量q；
22.步骤s500，将基于低维度模型的表面热交换量q加载于高维度模型上，完成高维度模型表面温度计算，获得该迭代步骤的高维度模型表面各节点温度值t'
w1
；
23.步骤s600，对比高维度模型表面节点最新一轮和上一轮的温度差值，如果差值小于收敛判断标准，也即是abs(t
w1
‑
t'
w1
)＜dt，则最新一轮表面的温度值为最终计算结果；反之，则重复迭代运算高维度模型的表面温度值，直至前后两次迭代的高维度模型表面各节点温度差值在设定阈值范围内。
24.由于高维度模型的各节点温度和低维度模型的防冰部件表面温度存在对应关系，同时防冰部件表面温度值能够更为方便、准确的获得，因此通过先计算出低维度模型防冰
部件表面温度，而后通过修正公式将热交换量加载到高维度模型上，这样高维度模型的各节点温度值也就能够有效的获得，通过修正公式对高维度模型的各节点温度值进行迭代，在训练收敛后也就能够准确地获得高维度模型的各节点温度值。
25.通过基于表面温度进行跨维度的耦合求解防冰部件表面温度，巧妙地避开了不同维度几何参数带来的影响，低维度和高维度的参数传递都通过表面温度参数来表征，而表面温度决定的换热量又不依赖几何参数的影响，使得低维度表面温度表征的热流项参数与高维度表面温度表征换热量一致，从而实现跨维度求解防冰部件表面温度。通过采用该方法进行求解，即具有低维度求解表面温度时的效率，同时具有高维度求解表面温度时的精度，适应性好，方便灵活，所耗费的资源和时间均较少。
26.优选地，低维度模型的表面温度修正公式为：t'
w2
＝a*t
w1
b*t
w2
，其中a b＝1。当迭代难以收敛时，可以增加a的赋值，减少b的赋值，使得求解收敛；当迭代能够快速收敛时，可以增加b的赋值，减少a的赋值，使得求解的结果更为精确。
27.优选地，基于低维度模型表面温度水的相变热交换量q为q＝f(t'
w2
)，具体为修正后的低维度模型的表面温度通过相变热交换公式进行计算。
28.优选地，采用能量平衡的方式获取低维度模型防冰部件表面温度，计算精确。
29.优选地，低维度模型为二维计算模型，高维度模型为三维计算模型，具体地可以采用ansys求解控制程序进行防冰部件表面温度的求解。
30.作为一种具体实施方式，一种跨维度耦合求解防冰部件表面温度的系统，如图2所示，包括第一表面温度获取模块1、第二表面温度获取模块2、表面温度修正模块3、热交换量确定模块4、表面温度迭代模块5、收敛判定模块6。
31.第一表面温度获取模块1用于获取高维度模型的表面各节点温度；第二表面温度获取模块2用于获取低维度模型的表面温度值；热交换量确定模块4，用于获取低维度模型的热交换量q；表面温度迭代模块5用于将热交换量q加载于高维度模型上，完成高维度模型表面各节点温度计算，获得该迭代步骤的高维度模型表面各节点温度值；收敛判定模块6用于对比高维度模型表面节点最新一轮和上一轮的温度差值，如果差值小于收敛判断标准，则最新一轮表面的温度值为最终计算结果；反之，则重复迭代运算高维度模型的表面温度值，直至前后两次迭代的高维度模型表面各节点温度差值在设定阈值范围内。
32.通过以表面温度为基础来进行跨维度求解，能够不依赖几何参数的影响，使得低温度表面温度表征的热流项参数和高维度表面温度表征换热量一直，从而实现防冰部件表面温度的跨维度耦合求解。
33.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。