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申请/专利权人：上海交通大学四川研究院

摘要：本发明公开了一种高超声速稀薄流下拐角流壁面热流预测方法，属于分离流预测技术领域，包括：S1、基于流场样本点参数，计算流场回流区大小，构建样本库；其中，样本点参数包括马赫数、Ramp角度和高度；S2、基于样本库，通过高斯过程回归构建并训练神经网络；S3、对神经网络的输出结果进行拟合，获得基于流场样本点参数的回流区拟合公式；S4、将待预测流场样本点参数代入回流区拟合公式，预测对应的拐角流壁面热流回流区。本发明提供的回流区预测方法，可以通过马赫数、高度、ramp角度直接实现对回流区的预测，并且达到了比较高的精度，标志着建立三维模型方面具有极大的可行性，对军事和防御系统具有巨大的潜在工程价值。

主权项：1.一种高超声速稀薄流下拐角流壁面热流预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于流场样本点参数，计算流场回流区大小，构建样本库；其中，样本点参数包括马赫数、Ramp角度和高度；S2、基于样本库，通过高斯过程回归构建并训练神经网络；S3、对神经网络的输出结果进行拟合，获得基于流场样本点参数的回流区拟合公式；S4、将待预测流场样本点参数代入回流区拟合公式，预测对应的拐角流壁面热流回流区；所述步骤S1具体为：S11、基于流场样本点参数，确定流场模拟区域的几何形状、边界条件和初始条件；同时定义流场模拟区域中气体分子的初始位置、速度和能量，设置模拟参数；S12、在流场模拟区域中，使每个模拟粒子做匀速直线运动，并与不同类型的壁面作用；S13、将模拟粒子进行再标识，对再标识的模拟粒子，在每一个时间步长中，使同一网格中的模拟粒子被随机选取与其他模拟粒子或粒子壁发生碰撞，并重新分配能量，使其位置和速度发生变化；S14、在模拟粒子发生碰撞且流场稳定后，基于每个网格内模拟粒子的微观参数对流场宏观参数进行采样，进而计算回流区大小，并构建样本库；其中，宏观参数包括分子数密度、速度和温度；所述步骤S3中，回流区拟合公式为； 式中，为拟合参数，当x0，signx=1，当x=0，signx=0，当x0，signx=-1，上标T为转置运算符，为马赫数，为高度，为Ramp角度，x为拟合数据；在所述回流区拟合公式中，马赫数的取值范围为5-10，高度的取值为50-70km，Ramp角度的取值为20-40度。

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