【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及液滴測量領域，特別涉及一種變形液滴的系數(shù)測量方法、裝置、設備及介質(zhì)。
技術介紹
1、結(jié)冰風洞中需要模擬云霧液滴群的生成，其基本流程是：首先在結(jié)冰風洞中生成常溫狀態(tài)下的液滴群，然后通過風洞加速使液滴群在加速過程中降溫達到高空大氣的過冷狀態(tài)，從而使結(jié)冰風洞生成過冷云霧。實際上，液滴在運動過程中會發(fā)生變形，變形會導致液滴內(nèi)流和尾流發(fā)生變化，從而進一步改變液滴的阻力系數(shù)和傳熱系數(shù)。由于變形液滴在結(jié)冰風洞中的冷卻過程是結(jié)冰風洞生成過冷云霧的重要環(huán)節(jié)，而目前的過冷液滴預測大多依賴于液滴是圓球的半經(jīng)驗計算，準確性有待提高，因此，如何自主研發(fā)且準確估算變形液滴的冷卻過程是目前有待解決的問題。
技術實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種變形液滴的系數(shù)測量方法、裝置、設備及介質(zhì)，能夠自主研發(fā)變形液滴的阻力系數(shù)和傳熱系數(shù)的非接觸測量，從而更準確地估算變形液滴的冷卻過程。其具體方案如下：
2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N變形液滴的系數(shù)測量方法，包括：
3、將結(jié)冰風洞中流體的當前速度矢量和當前氣液相函數(shù)輸入至速度矢量、渦矢量和氣液相函數(shù)之間的耦合關系式，以更新所述流體的當前渦矢量、當前速度矢量和當前氣液相函數(shù)；
4、基于更新后的當前氣液相函數(shù)確定相應的表觀熱擴散系數(shù)，并利用所述表觀熱擴散系數(shù)和更新后的當前速度矢量更新所述流體的當前溫度；
5、在基于所述結(jié)冰風洞預先確定的立方體計算域中，根據(jù)更新后的當前速度矢量測量所述結(jié)冰風洞中變形液滴
6、可選的，所述基于更新后的當前氣液相函數(shù)確定相應的表觀熱擴散系數(shù)，包括：
7、根據(jù)液體和氣體的熱容以及更新后的當前氣液相函數(shù)確定所述流體的表觀熱容，并根據(jù)液體和氣體的熱導系數(shù)以及更新后的當前氣液相函數(shù)確定所述流體的表觀熱導系數(shù)；
8、基于所述流體的表觀密度、所述表觀熱容和所述表觀熱導系數(shù)確定相應的表觀熱擴散系數(shù)；所述表觀密度為根據(jù)液體和氣體的密度以及更新后的當前氣液相函數(shù)確定的密度；
9、其中，所述表觀熱擴散系數(shù)的確定公式為：；表示表觀熱擴散系數(shù)，表示表觀熱導系數(shù)，表示表觀熱容，表示表觀密度。
10、可選的，所述利用所述表觀熱擴散系數(shù)和更新后的當前速度矢量更新所述流體的當前溫度，包括：
11、利用所述流體的當前位移矢量、所述表觀熱擴散系數(shù)和更新后的當前速度矢量更新所述流體的當前溫度；
12、其中，溫度的更新公式為：；t表示溫度，t表示時間，表示位移矢量，表示速度矢量，表示表觀熱擴散系數(shù)；并且，溫度的更新公式采用愛因斯坦求和約定，表示三個不同的方向。
13、可選的，所述根據(jù)更新后的當前速度矢量測量所述結(jié)冰風洞中變形液滴的當前阻力系數(shù)，包括：
14、利用遠前方來流參數(shù)和特征面積并基于更新后的當前速度矢量測量所述結(jié)冰風洞中變形液滴的當前阻力系數(shù)；所述遠前方來流參數(shù)包括遠前方來流密度和遠前方來流速度，所述特征面積為所述立方體計算域中與來流方向垂直的橫截面的面積；
15、其中，阻力系數(shù)的測量公式為：
16、；
17、表示阻力系數(shù)，表示遠前方來流密度，表示遠前方來流速度，s表示特征面積且，和表示所述立方體計算域中與來流方向垂直的橫截面的長度和寬度，表示在所述立方體計算域?qū)娜齻€不同方向上的速度矢量。
18、可選的，所述根據(jù)更新后的當前溫度測量所述結(jié)冰風洞中變形液滴的當前傳熱系數(shù)，包括：
19、根據(jù)所述變形液滴的最大徑長、溫度變化量、更新后的當前溫度、更新后的當前速度矢量和更新后的當前氣液相函數(shù)測量所述結(jié)冰風洞中變形液滴的當前傳熱系數(shù)；所述溫度變化量為所述流體吹過所述結(jié)冰風洞中的液滴群后基于所述液滴群前后位置處的溫度確定的變化量；
20、其中，傳熱系數(shù)的測量公式為：
21、；
22、表示傳熱系數(shù)，表示變形液滴的最大徑長，表示溫度變化量，表示氣液相函數(shù)，表示表觀密度，表示表觀熱容，t表示溫度，表示速度矢量，表示位移矢量，表示表觀熱導系數(shù)，表示所述立方體計算域的長度，高度，寬度；并且，傳熱系數(shù)的測量公式采用愛因斯坦求和約定，表示三個不同的方向。
23、可選的，所述將結(jié)冰風洞中流體的當前速度矢量和當前氣液相函數(shù)輸入至速度矢量、渦矢量和氣液相函數(shù)之間的耦合關系式，以更新所述流體的當前渦矢量、當前速度矢量和當前氣液相函數(shù)，包括：
24、將結(jié)冰風洞中流體的當前速度矢量、當前氣液相函數(shù)和當前位移矢量輸入至速度矢量、渦矢量和氣液相函數(shù)之間的耦合關系式，以基于當前速度矢量、當前位移矢量和旋度算子確定當前渦矢量，并利用所述流體的表觀運動粘度和表面張力矢量更新當前渦矢量；
25、基于當前位移矢量和更新后的當前渦矢量確定流函數(shù)矢量，并基于當前位移矢量和當前速度矢量確定速度勢函數(shù)，以利用所述流函數(shù)矢量和所述速度勢函數(shù)更新當前速度矢量，并利用當前位移矢量和更新后的當前速度矢量更新當前氣液相函數(shù)；
26、其中，所述表觀運動粘度為根據(jù)所述流體的表觀動力粘度和表觀密度確定的運動粘度，所述表觀動力粘度為根據(jù)液體和氣體的動力粘度以及當前氣液相函數(shù)確定的動力粘度，所述表觀密度為根據(jù)液體和氣體的密度以及當前氣液相函數(shù)確定的密度；所述表面張力矢量為根據(jù)表面張力系數(shù)、曲率系數(shù)、當前位移矢量和當前氣液相函數(shù)確定的矢量，所述曲率系數(shù)為根據(jù)氣液界面法矢量和當前位移矢量確定的系數(shù)，所述氣液界面法矢量為根據(jù)當前位移矢量和當前氣液相函數(shù)確定的矢量。
27、可選的，所述耦合關系式，包括：
28、；
29、；
30、；
31、；
32、；
33、其中，所述耦合關系式采用愛因斯坦求和約定，并且表示三個不同的方向，表示三個不同的方向，表示三個不同的方向，均表示渦矢量，表示旋度算子，均表示速度矢量，均表示位移矢量，t表示時間，表示表觀運動粘度，表示表面張力矢量，均表示流函數(shù)矢量，表示速度勢函數(shù)，表示氣液相函數(shù)。
34、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N變形液滴的系數(shù)測量裝置，包括：
35、第一更新模塊，用于將結(jié)冰風洞中流體的當前速度矢量和當前氣液相函數(shù)輸入至速度矢量、渦矢量和氣液相函數(shù)之間的耦合關系式，以更新所述流體的當前渦矢量、當前速度矢量和當前氣液相函數(shù)；
36、第二更新模塊，用于基于更新后的當前氣液相函數(shù)確定相應的表觀熱擴散系數(shù)，并利用所述表觀熱擴散系數(shù)和更新后的當前速度矢量更新所述流體的當前溫度；
37、系數(shù)測量模塊，用于在基于所述結(jié)冰風洞預先確定的立方體計算域中，根據(jù)更新后的當前速度矢量測量所述結(jié)冰風洞中變形液滴的當前阻力系數(shù)，并根據(jù)更新后的當前溫度測量所述結(jié)冰風洞中變形液滴的當前傳熱本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種變形液滴的系數(shù)測量方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的變形液滴的系數(shù)測量方法，其特征在于，所述基于更新后的當前氣液相函數(shù)確定相應的表觀熱擴散系數(shù)，包括：
3.根據(jù)權利要求1所述的變形液滴的系數(shù)測量方法，其特征在于，所述利用所述表觀熱擴散系數(shù)和更新后的當前速度矢量更新所述流體的當前溫度，包括：
4.根據(jù)權利要求1所述的變形液滴的系數(shù)測量方法，其特征在于，所述根據(jù)更新后的當前速度矢量測量所述結(jié)冰風洞中變形液滴的當前阻力系數(shù)，包括：
5.根據(jù)權利要求1所述的變形液滴的系數(shù)測量方法，其特征在于，所述根據(jù)更新后的當前溫度測量所述結(jié)冰風洞中變形液滴的當前傳熱系數(shù)，包括：
6.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的變形液滴的系數(shù)測量方法，其特征在于，所述將結(jié)冰風洞中流體的當前速度矢量和當前氣液相函數(shù)輸入至速度矢量、渦矢量和氣液相函數(shù)之間的耦合關系式，以更新所述流體的當前渦矢量、當前速度矢量和當前氣液相函數(shù)，包括：
7.根據(jù)權利要求6所述的變形液滴的系數(shù)測量方法，其特征在于，所述耦合關系式，包括：
9.一種電子設備，其特征在于，包括：
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，用于保存計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權利要求1至7任一項所述的變形液滴的系數(shù)測量方法。
...【技術特征摘要】
1.一種變形液滴的系數(shù)測量方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的變形液滴的系數(shù)測量方法，其特征在于，所述基于更新后的當前氣液相函數(shù)確定相應的表觀熱擴散系數(shù)，包括：
3.根據(jù)權利要求1所述的變形液滴的系數(shù)測量方法，其特征在于，所述利用所述表觀熱擴散系數(shù)和更新后的當前速度矢量更新所述流體的當前溫度，包括：
4.根據(jù)權利要求1所述的變形液滴的系數(shù)測量方法，其特征在于，所述根據(jù)更新后的當前速度矢量測量所述結(jié)冰風洞中變形液滴的當前阻力系數(shù)，包括：
5.根據(jù)權利要求1所述的變形液滴的系數(shù)測量方法，其特征在于，所述根據(jù)更新后的當前溫度測量所述結(jié)冰風洞中變形液滴的當前傳熱系數(shù)，...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李青，潘翀，李澤鋮，
申請(專利權)人：天目山實驗室，
類型：發(fā)明
國別省市：
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