(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210734384.4 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 210000 江苏省南京市秦淮区御道街 29号 (72)发明人 李志　师岩　祁陆乔　 (74)专利代理 机构 北京细软智谷知识产权代理 有限责任公司 1 1471 专利代理师 赵越 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/12(2006.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种单支点 柔壁喷管型面曲线设计方法 (57)摘要 本申请公开了单支点柔壁喷管型面曲线设 计方法。 该方法包括获取单支点柔壁喷管的设计 参数和目标型面曲线； 根据设计参数确定支杆参 数的初始值； 利用MAPLE软件编写型面曲线计算 程序， 将单支点柔壁喷管的设计参数和支杆参数 的初始值代入 型面曲线计算程序， 计算出型面曲 线； 将目标型面曲线与型面曲线作差， 得到型面 曲线偏差； 当型面曲线偏差大于型面曲线最大偏 差时， 根据型面曲线偏差调整支杆参数的数值， 重复利用MAPLE软件进行迭代计算， 直到得到型 面曲线与 目标型面曲线之间的型面曲线偏差小 于型面曲线最大偏差， 此时得到型面曲线。 本发 明不使用有限元建模仿真的过程， 具有设计周期 短的优点； 根据欧拉 ‑伯努利梁大变形理论推导 的椭圆积分求 解， 保证了求解精度。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 115130299 A 2022.09.30 CN 115130299 A 1.一种单支点 柔壁喷管型面曲线设计方法， 其特 征在于， 包括： 获取单支点柔壁喷管的设计参数； 根据设计参数确定支杆参数的初始值； 获取目标 型面曲线； 利用MAPLE软件编写型面曲线计算程序， 将单支点柔壁喷管的设计参数和支杆参数的 初始值代入型面曲线计算 程序， 计算出 型面曲线； 将目标型面曲线与型面曲线作差， 得到型面曲线偏差； 当型面曲线偏差大于型面曲线最大偏差时， 根据型面曲线偏差调整支杆参数的数值， 重复利用MAPLE软件进行迭代计算， 直到得到型面曲线与目标型面曲线之间的型面曲线偏 差小于型面曲线最大偏差， 此时得到单支点 柔壁喷管型面曲线。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述获取 单支点柔壁喷管设计参数包括： 获取单支点柔壁喷管的宽度； 获取单支点柔壁喷管的长度； 获取单支点柔壁喷管的厚度； 获取单支点柔壁喷管的弹性模量。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述支杆参数包括： 支杆长度和支杆伸长 量。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述利用MAPLE软件编写型面曲线计算程 序， 将单支点柔壁喷管 的设计参数和支杆参数代入型面 曲线计算程序， 计算出型面 曲线包 括： 1)将单支点柔壁喷管简化为单支杆悬臂梁， 根据欧拉 ‑伯努利梁大变形理论， 得出单支 杆悬臂梁在曲线坐标系下的平衡方程： 其中： α为单支杆悬臂梁的倾角， s为型面曲线曲线坐标， M为单支杆悬臂梁 的弯矩， E为 单支点柔壁喷管的弹性模量， b为单支点 柔壁喷管的宽度， h为单支点 柔壁喷管的厚度； 2)通过平衡方程得到型面曲线表示为第一类不完全椭圆积分和第二类不完全椭圆积 分， 得到型面曲线方程组公式表示形式： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115130299 A 2其中： l为单支杆悬臂梁的长度， F(k,γ)表示第一类不完全椭圆积分， E(k,γ)表示为第二类 不完全椭圆积分； f为型面曲线上区间[γ0,γs]的第一类不完全椭圆积分， e为型面曲线上 区间[γ0,γs]的第二类不完全椭圆积分， S0为支杆长度初始 值， ΔS为支杆伸长量， θ为支杆 旋转的角度， P为支杆与悬臂梁交点受力值， αL为单支杆悬臂梁右端点的倾角， k为椭圆积分 的模， γ为积分上限； 3)将所述单支点柔壁喷管的设计参数和所述支杆参数的初始值代入型面曲线方程组， 得到型面曲线。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述当型面曲线偏差大于型面曲线最大偏 差时， 根据型面曲线偏差调整支杆参数的数值， 重复利用MAPLE软件进行迭代计算， 直到得 到型面曲线与目标型面曲线之 间的型面曲线偏差小于型面曲线最大偏差， 此时得到单支 点 柔壁喷管型面曲线包括： 型面曲线最大偏差是指计算得到的型面曲线与目标 型面曲线差值的最大值, 型面曲线最大偏差为 ε， 设定 ε 的取值范围为0.1～0.5m m, yi和 分别表示计算型面曲线和目标型面曲线的纵坐标值， 型面曲线偏差为坐标值作 差， 若： 则减小支杆伸长量 为 若 则增加支杆伸长量 为 将支杆调整参数数值再次代入MAPLE软件进行迭代计算， 重复以上对比过程以及重复 进行以上支杆参数调整和MAPLE软件迭代计算， 直到满足小于型面曲线最大偏差为止， 此时 获得单支点柔壁喷管型面曲线。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述当型面曲线偏差大于型面曲线最大偏 差， 根据型面曲线偏差调整支杆参数的数值， 重复利用MAPLE软件进行迭代计算， 直到得到 型面曲线与目标型面曲线之 间的型面曲线偏差小于型面曲线最大偏差， 此时得到单支点柔 壁喷管型面曲线包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115130299 A 3