申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2021-06-02

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN113297674B

主分类号：G06F30/15

分类号：G06F30/15;G06F30/17;G06F30/20;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2021.09.10#实质审查的生效;2021.08.24#公开

摘要：本发明公开了一种基于面向对象的复杂拓扑结构油箱热模型的构建方法，包括步骤如下：1对燃油箱热模型按照功能模块进行划分和设计；2将单个燃油箱划分为功能不同的单元，设置各单元之间的接口；3通过面向对象物理系统软件编写各单元内置模块，将各单元和接口封装；4将各单元拼接成隔舱对象，隔舱对象相互拼接形成目标油箱对象，根据输入对象进行仿真计算；自动完成传质传热计算，一键提取时间常数和平衡温差。本发明通过不同的隔舱的拼接方式，构造出任意复杂拓扑结构的油箱，建模过程灵活，易于修改；同时考虑了油箱内部及惰化系统传质传热，可靠性、精确度高，为适航过程中蒙特卡罗分析提供关键参数。

主权项：1.一种基于面向对象的复杂拓扑结构油箱热模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：1对燃油箱热模型按照功能模块进行划分和设计；2将单个燃油箱划分为功能不同的单元，设置各单元之间的接口；所述单元是最小的封装对象，包括各个壁面单元、燃油单元、气体单元、气动加热单元、对流换热单元、太阳辐射单元、地面辐射单元、内热源单元、燃油消耗控制单元、燃油流动控制单元、惰化单元、压力控制单元和平衡温差时间常数提取单元；所述单元和单元之间的接口，通过势变量耦合在一起，通过流变量传递信息，不同单元连接处势变量相同，而流变量和为零；对单个燃油箱进行单元划分，把油箱分为上、下、左、右、前、后六个壁面单元，油箱还包括燃油单元和气体单元；所述上、下、左、右、前、后六个壁面单元，燃油单元和气体单元的计算公式如下：上壁面单元内置公式： 下壁面单元内置公式： 其中，Tu、Td分别为燃油箱上、下壁面温度，单位为K；ρu、ρd分别为燃油箱上、下壁面蒙皮密度，单位为kgm3；cu、cd分别为燃油箱上、下壁面蒙皮比热容，单位为Jkg·K；Vu、Vd分别为燃油箱上、下壁面蒙皮体积，单位为m3；Qau、Qad分别为外界空气与上、下壁面对流换热热量，Qgu为油箱内油气与上壁面对流换热热量，Qld为油箱内燃油与下壁面对流换热热量，Qru为太阳对油箱上壁面辐射换热热量，单位为W；前壁面单元内置公式： 后壁面单元内置公式： 其中，Tf、Tb分别为燃油箱前、后壁面温度，单位为K；ρf、ρb分别为燃油箱前、后壁面蒙皮密度，单位为kgm3；cf、cb分别为燃油箱前、后壁面蒙皮比热容，单位为Jkg·K；Vf、Vb分别为燃油箱前、后壁面蒙皮体积，单位为m3；Qaf、Qab分别为外界空气与燃油箱前、后壁面之间的换热热量，Qgf、Qgb分别为燃油箱内部气体与燃油箱前、后壁面之间的换热热量，Qfuelf、Qfuelb为燃油箱内部燃油与燃油箱前、后壁面之间的换热热量，单位为W；左壁面单元内置公式： 右壁面单元内置公式： 其中，Tl、Tr分别为燃油箱左、右壁面温度，单位为K；ρl、ρr分别为燃油箱左、右壁面蒙皮密度，单位为kgm3；cl、cr分别为燃油箱左、右壁面蒙皮比热容，单位为Jkg·K；Vl、Vr分别为燃油箱左、右壁面蒙皮体积，单位为m3；Qfuell、Qfuelr分别为燃油与左、右壁面之间的换热热量，Qgr、Qgl分别为气体与左、右壁面之间的换热热量，Q'fuell、Q'gl为左壁面与外侧油箱内燃油和气体之间的换热热量，Q'fuelr、Q'gr为右壁面与外侧油箱内燃油、气体之间的换热热量，单位为W；燃油单元内置公式： 其中，Tfuel为燃油箱内部燃油温度，单位为K；ρfuel为燃油箱内燃油的密度，单位为kgm3；cfuel为燃油箱内燃油的比热容，单位为Jkg·K；Vfuel燃油箱内燃油体积，单位为m3；Qfueld、Qfuelf、Qfuelb分别为燃油与下、前、后壁面之间的对流换热热量；Qfuell、Qfuelr分别为燃油与左、右壁面之间的换热热量，Qgfuel为油箱内燃油与油气之间的对流传质换热热量，Qifuel、Qofuel分别为燃油入口、出口流动带来或带走的热量，Q0为油箱内热源，单位为W；气体单元内置公式： 其中，Tg为燃油箱内部气体的温度，单位为K；ρg为燃油箱内气体的密度，单位为kgm3；cg为燃油箱内气体的比热容，单位为Jkg·K；Vg为燃油箱内气体的体积，单位为m3；Qgu、Qgf、Qgb分别为气体与上、前、后壁面之间的对流换热热量，Qgr、Qgl分别为气体与左、右壁面之间的换热热量，Qgfuel为油箱内燃油与油气之间的对流传质换热热量，Qingas、Qoutgas分别为气体入口、出口流动带来或带走的热量，单位为W；3通过面向对象物理系统软件编写各单元内置模块，将各单元和接口封装；4将各单元拼接成隔舱对象，隔舱对象相互拼接形成目标油箱对象，根据输入对象进行仿真计算；5自动完成传质传热计算，一键提取时间常数和平衡温差。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京航空航天大学 一种基于面向对象的复杂拓扑结构油箱热模型的构建方法

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