CN112016165A - 一种处理直升机流场数据的方法及装置 - Google Patents

一种处理直升机流场数据的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种处理直升机流场数据的方法及装置，涉及旋翼飞行器设计技术领域，能够降低传统二阶JST格式引起的旋翼桨尖涡输运过程中的数值耗散，对桨尖涡等流动细节的捕捉精度较高。本发明包括：生成笛卡尔背景网格和贴体非结构网格，并获取网格数据信息；利用网格数据信息，在笛卡尔背景网格上预先搜索每个交界面对应的构建七阶WENO格式所需的虚构节点所在单元序号并存储；获取单元交界面上的左右状态值并求解对流通量值生成笛卡尔背景网格和贴体非结构网格并获取网格数据信息利用网格数据信息在所述笛卡尔背景网格上，预先搜索每个交界面对应的构建七阶WENO格式所需的虚构节点所在单元序号并存储单元序号，获取单元交界面上的左右状态值并求解对流通量值；利用所获取的单元交界面上的对流通量，对流场中的流通量进行迭代处理，并收敛处理结果；输出所述处理结果至显示设备。本发明适用于处理桨尖涡等流场数据。

Description

一种处理直升机流场数据的方法及装置
技术领域
本发明涉及旋翼飞行器设计技术，尤其涉及一种处理直升机流场数据的方法及装置。
背景技术
直升机是是一种以旋翼作为主要升力来源的航空飞行器，已经普遍应用于军用和民用各个领域。新时代的发展要求直升机具有速度高、航程远、噪声低和振动低等特征，而旋翼的气动特性对于这些特征有着不小的影响。因此，对旋翼气动特性的研究对于直升机的发展十分重要。
随着计算机性能的提升，可以采用计算流体动力学(CFD)方法对旋翼流场和气动特性进行分析。旋翼CFD技术具有成本低，耗时少的优点，可以有效降低研发成本，缩短研发周期。这其中，二阶Jameson中心差分方案(JST)为目前常见的空间离散方法，在实际应用上，也具有编程简单，计算效率高和格式鲁棒性好等优点，目前已被广泛应用在国内的各大实验室中。
但JST在应用中需要添加人工耗散项，这就需要增加额外的计算量，且其在间断处和边界处的精度较低。再由于翼桨尖涡在输运过程中的会发生较严重的数值耗散，对桨尖涡等流动细节的捕捉能力较差，从而导致采用JST方案处理桨尖涡等流场数据时，对流动细节的捕捉能力较差。这一问题严重影响了旋翼飞行器的研发效率和研发难度。
发明内容
本发明的实施例提供一种处理直升机流场数据的方法及装置，能够降低传统二阶JST格式引起的旋翼桨尖涡输运过程中的数值耗散，对桨尖涡等流动细节的捕捉精度较高。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明的实施例提供的方法，包括：
S1、生成笛卡尔背景网格和贴体非结构网格，并获取网格数据信息；
S2、利用网格数据信息，在所述笛卡尔背景网格上，预先搜索每个交界面对应的构建七阶WENO格式所需的虚构节点所在单元序号并存储；
S3、利用搜索得到的单元序号，获取单元交界面上的左右状态值并求解对流通量值；
S4、利用所获取的单元交界面上的对流通量，对流场中的流通量进行迭代处理，并收敛处理结果；
S5、输出所述处理结果至显示设备。
所述获取单元交界面上的对流通量，包括：在所述贴体非结构网格上进行分段线性重构，之后获取单元交界面的左右两侧流动变量值；根据单元交界面上的左右状态值，获取单元交界面上的对流通量。
第二方面，本发明的实施例提供的装置，包括：
预处理模块，用于生成笛卡尔背景网格和贴体非结构网格，并获取网格数据信息；
处理模块，用于利用网格数据信息，在所述笛卡尔背景网格上，预先搜索每个交界面对应的构建七阶WENO格式所需的虚构节点所在单元序号并存储；再利用搜索得到的单元序号，获取单元交界面上的左右状态值并求解对流通量值；
迭代收敛模块，用于利用所获取的单元交界面上的对流通量，对流场中的流通量进行迭代处理，并收敛处理结果；
输出模块，用于输出所述处理结果至显示设备。
所述处理模块，具体用于在所述贴体非结构网格上进行分段线性重构，之后获取单元交界面的左右两侧流动变量值；根据单元交界面上的左右状态值，获取单元交界面上的对流通量。
本发明实施例提供的处理直升机流场数据的方法及装置，采用非结构运动嵌套网格技术生成围绕直升机旋翼、机身等的网格***；通过空间离散采用WENO-分段线性格式计算对流通量，其中在笛卡尔背景网格上采用七阶Roe-WENO格式，在贴体非结构网格上采用Roe-分段线性格式；时间离散采用高效的双时间隐式LU-SGS方法进行时间推进。本发明结合直升机的特点，设计了一种适合于直升机流场模拟的高精度CFD方法，可以有效降低传统二阶JST格式引起的旋翼桨尖涡输运过程中的数值耗散，对桨尖涡等流动细节的捕捉精度较高，可用于直升机旋翼流场及全机流场的计算。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的七阶WENO格式交界面左状态值插值示意图；
图2为本发明实施例提供的分段线性重构示意图；
图3为本发明实施例提供的旋翼涡量捕捉效果对比示意图，主要示意桨尖涡的长度；
图4、5为本发明实施例提供的，在同样的网格和计算条件下，0°与90°方位角截面下涡强度值为300-600的涡量等值线对比示意图，主要示意桨尖涡的长度；
图6为本发明实施例提供的C-T旋翼截面压力系数分布与实验值的对比示意图；
图7为本发明实施例提供的Helishape 7A旋翼截面压力系数分布与实验值的对比示意图；
图8为本发明实施例提供的机身表面压力系数分布与实验值的比较示意图；
图9为本发明实施例提供的方法流程的示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
随着计算机性能的提升，可以采用计算流体动力学(CFD)方法对旋翼流场和气动特性进行分析。旋翼CFD技术具有成本低，耗时少的优点，可以有效降低研发成本，缩短研发周期。这其中，二阶Jameson中心差分方案(JST)为目前常见的空间离散方法，在实际应用上，也具有编程简单，计算效率高和格式鲁棒性好等优点，目前已被广泛应用在国内的各大实验室中。Jameson中心格式(JST)具有二阶精度，但是由于中心格式本身不含耗散项，数值误差不会衰减，为避免最终解可能存在的数值震荡，保证格式的收敛性，在格式中需要添加人工耗散项，需要增加额外的计算量，且其在间断处和边界处的精度较低。正因为Jameson中心格式中增加了人工耗散项，在对旋翼涡流场进行数值模拟时，旋翼桨尖涡在输运过程中会产生严重的数值耗散，且在模拟桨叶上的激波等接触间断现象时不够精确，这对于旋翼涡流场的数值模拟和气动性能计算有着很大的影响。桑树浩等人[]基于非结构网格运用JST格式对Caradona-Tung旋翼悬停流场进行了数值模拟，计算结果与实验数据吻合较好，但是在笛卡尔背景网格不进行自适应加密的情况下旋翼桨尖涡在输运过程中的会发生较严重的数值耗散，对桨尖涡等流动细节的捕捉能力较差。
本实施例的设计目的在于，缓减传统二阶JST格式导致的数值耗散的问题，并具体提出了一种基于WENO-分段线性格式的直升机流场高精度数值模拟方法，可以有效提升对涡等流动细节的捕捉能力。
实施例提供的处理直升机流场数据的方法，如图9所示的，包括：
S1、生成笛卡尔背景网格和贴体非结构网格，并获取网格数据信息。
本实施例中所述的“网格”，具体分为结构网格和非结构网格，其中，贴体非结构网格指的是含有物面的非结构网格。
S2、利用网格数据信息，在所述笛卡尔背景网格上，预先搜索每个交界面对应的构建七阶WENO格式所需的虚构节点所在单元序号并存储。
其中，背景网格指的是不含物面的包含整个计算区域的网格。单元序号指的是该单元对应的编号，非结构网格用单元序号遍历所有网格单元。
S3、利用搜索得到的单元序号，获取单元交界面上的左右状态值并求解对流通量值。
S4、利用所获取的单元交界面上的对流通量，对流场中的流通量进行迭代处理，并收敛处理结果。
S5、输出所述处理结果至显示设备。
为了降低传统二阶JST格式导致的数值耗散，本实施例提出了一种基于WENO-分段线性格式的直升机流场高精度数值模拟方法，可以有效提升对涡等流动细节的捕捉能力。具体的，可以采用Roe格式求解交界面上的对流通量。用Roe格式计算单元交界面上的对流通量，需要用到交界面左右两侧的流动变量值。最简单的方法是用交界面两侧单元格心处的流动变量值，来代替左右两侧的流动变量值，但这只有一阶精度。为了进一步提高流场的计算精度，通常会采用高精度插值格式以重构交界面两侧的流动变量值。本实施例中，在笛卡尔背景网格上采用七阶WENO格式，在贴体非结构网格上采用分段线性重构方法计算交界面左右两侧流动变量值。构建的WENO-分段线性格式可以有效降低旋翼桨尖涡输运过程中的数值耗散，对涡等流动细节的捕捉能力较强。
本实施例提供的针对非结构网格格心格式的基于WENO-分段线性格式的适用于直升机流场模拟的高精度CFD方法。采用非结构运动嵌套网格技术生成围绕直升机旋翼、机身等的网格***；主控方程选择Navier-Stokes方程；空间离散采用WENO-分段线性格式计算对流通量，其中在笛卡尔背景网格上采用七阶Roe-WENO格式，在贴体非结构网格上采用Roe-分段线性格式；时间离散采用高效的双时间隐式LU-SGS方法进行时间推进。本发明结合直升机的特点，设计了一种适合于直升机流场模拟的高精度CFD方法，可以有效降低传统二阶JST格式引起的旋翼桨尖涡输运过程中的数值耗散，对桨尖涡等流动细节的捕捉精度较高，可用于直升机旋翼流场及全机流场的计算。
具体的，所述获取单元交界面上的对流通量，包括：在所述贴体非结构网格上进行分段线性重构，之后获取单元交界面的左右两侧流动变量值。根据单元交界面上的左右状态值，获取单元交界面上的对流通量。例如：通过交界面左右单元格心处的流动变量值插值得到交界面面心处的左右状态值。在利用格林-高斯方法计算得到所有单元格心处原始变量的梯度后，就能够插值得到每个交界面的左右状态值。通常的，可以利用Roe格式获取单元交界面上的对流通量，并记录所述单元交界面左右两侧的流动变量值。最简单的方法是用交界面两侧单元格心处的流动变量值，来代替左右两侧的流动变量值，但这只有一阶精度。为了进一步提高流场的计算精度，通常会采用高精度插值格式以重构交界面两侧的流动变量值。本实施例中，则在笛卡尔背景网格上采用七阶WENO格式，在贴体非结构网格上采用分段线性重构方法计算交界面左右两侧流动变量值。
进一步的，本实施例的分段线性重构中，在贴体非结构网格上采用分段线性重构求解左右状态值，通过交界面左右单元格心处的流动变量值插值得到交界面面心处的左右状态值。在利用格林-高斯方法计算得到所有单元格心处原始变量的梯度后，就能够插值得到每个交界面的左右状态值。分段线性重构插值示意图如图2所示，点i，j为单元I，J格心。
所述在所述贴体非结构网格上进行分段线性重构，包括：将贴体非结构网格进行分段线性重构为：
Figure BDA0002675403730000081
Figure BDA0002675403730000082
其中，UL和UR分别表示单元交界面的左右两侧流动变量值，I，J作为单元的标号且为正整数，UI,UJ分别为单元I,J的流动变量值，
Figure BDA0002675403730000083
分别为单元I,J的流动变量梯度，ΨI,ΨJ是为了避免在大梯度区域产生振荡而采用的限制器，rL，rR分别表示单元交界面的左右两侧的计算参数用于参与UL和UR的计算，其中，限制器可以是一种通过计算机程序实现的计算过程，比如脚本运行限制函数。
具体的，限制器中的限制函数包括：
Figure BDA0002675403730000084
其中，点i，j为单元I，J的格心，
Figure BDA0002675403730000085
分别为从单元I,J格心指向交接面中心的矢量，Umax表示单元I以及I单元所有相邻单元中流动变量值中最大的值，Umin表示单元I以及I单元所有相邻单元中流动变量值中最小的值，Δ2表示交接面上的流动变量值与单元格心处流动变量值的差，参数ε2是与网格尺度有关的小量，此处的小量可以理解为10e-6量级的值，用于控制限制器的大小，采用这种方法计算的对流通量具有二阶精度。
Δ1,max＝Umax-Ui,Δ1,min＝Umin-Ui。而ΨJ的表达式与ΨI类似。其中，Δl，min和Δl，max分别为两个中间变量，Ui指的是单元序号i的流场变量值。
本实施例中，所述获取单元交界面的左右两侧流动变量值为：通过七阶WENO格式获取单元交界面的左右两侧流动变量值。具体的，本实施例的七阶WENO格式可以理解为：在笛卡尔背景网格上个七阶WENO格式计算交界面上的左右状态值。七阶WENO格式的插值示意图如图1所示，点i和点j分别为待插值交界面的左右单元I和J的格心。
其中，首先获取单元交界面的重构模板，四个重构模板m1,m2,m3,m4的表达式如下：
Figure BDA0002675403730000091
i'，i”，i”'，j'，j”，j”'为虚构节点，虚构节点都在点i，j延长线上，且满足相邻两点直接距离相等，i”'i”＝i”i'＝i'i＝ij＝jj'＝j'j”＝j”j”'，m1,m2,m3,m4分别表示单元交界面上左状态值的四个重构模板，左状态值的加权重构公式为：
Figure BDA0002675403730000092
其中非线性加权系数w1至w4都为权重系数，求取方式为：
Figure BDA0002675403730000093
Figure BDA0002675403730000094
表示单元I和J交界面的左状态值。
所采用的权系数分别为
Figure BDA0002675403730000095
ε为预防分母为0而引入的小量，可取1.0-6,ISk为第k个模板的光滑度量系数，具体表示为：
IS1＝Ui”'(547Ui”'-3882Ui”+462Ui'-1854Ui)+Ui”(7043Ui”+17246Ui'+7042Ui)+Ui'(11003Ui'-9402Ui)+2107Ui 2
Figure BDA0002675403730000096
Figure BDA0002675403730000097
Figure BDA0002675403730000098
Figure BDA0002675403730000101
Figure BDA0002675403730000102
Figure BDA0002675403730000103
Figure BDA0002675403730000104
其中，有右下角标的参数U，表示各个虚构节点上的流动变量值，i、i’、i”、j、j’、j”等角标中的参数表示交界面IJ中的虚构节点的具体编号，例如Ui表示虚构节点i上的流动变量值。并且本实施例中并不限定这些编号的表现形式。
进一步的，对于交界面IJ的右状态值的获取方法与上文相同，根据对称性便可计算得到。
本实施例中的流场控制模型，可以采用Navier-Stokes，为：
Figure BDA0002675403730000105
其中，t为时间，Ω表示控制单元的体积，W为守恒变量，Fc为对流通量，Fv为黏性项，Q是源项，这里取为0。W，Fc，Fv分别表示为
Figure BDA0002675403730000106
其中，ρ,E,H分别为密度，单位质量总能，单位质量总焓；u,v,w分别为x,y,z,方向的速度分量；Vr为流体相对于交界面的法向速度；nx，ny，nz分别为x,y,z方向上交界面的单位法向量的分量；Vt为逆变速度；τ表示黏性张量分量；Θ表示黏性应力功和流体热传导的组合项。
本实施例中采用运动网格上的Roe格式来计算对流通量。对N-S方程的求解基于格心格式，单元I和单元J交界面上的通量值由下式得到
Figure BDA0002675403730000111
其中：
Figure BDA0002675403730000112
Figure BDA0002675403730000113
下标IJ表示单元I和单元J的交界面。L，R分别为单元交界面的左，右两侧。进一步的，Roe平均值定义如下
Figure BDA0002675403730000114
Figure BDA0002675403730000115
Figure BDA0002675403730000116
Figure BDA0002675403730000117
Figure BDA0002675403730000118
Figure BDA0002675403730000119
Figure BDA00026754037300001110
Figure BDA00026754037300001111
定义：Δ(·)＝(·)R-(·)L。式中，
Figure BDA00026754037300001112
为密度Roe平均值，
Figure BDA00026754037300001113
分别为x,y,z方向速度分量的Roe平均值，
Figure BDA00026754037300001114
为当地声速的Roe平均值，
Figure BDA00026754037300001115
为速度Roe平均值，
Figure BDA0002675403730000121
为速度平方Roe平均值
Figure BDA0002675403730000122
Figure BDA0002675403730000123
Figure BDA0002675403730000124
Figure BDA0002675403730000125
由于原始格式无法识别出声速点，本实施例中为了解决这个问题，对特征值进行修改，特征值|Λc|修正为如下模型：
Figure BDA0002675403730000126
其中δ取为当地声速的1/10。
本实施例中的时间离散采用三点后向差分进行离散：
Figure BDA0002675403730000127
其中，Δt表示真实时间步长，R表示控制单元表面上通量的和；l为时间步数。
时间离散迭代方法采用双时间隐式LU-SGS方法实现时间推进。由于较低的数值复杂性以及合适的计算资源需求，使得隐式LU-SGS方法广泛应用于时间推进迭代。LU-SGS迭代方法中需要实施向前和向后两次扫略。
Figure BDA0002675403730000131
Figure BDA0002675403730000132
其中U(i)，L(i)分别表示单元i的upper，lower矩阵中的相邻单元，ΔSij表示单元i和单元j交界面的面积，
Figure BDA0002675403730000133
为单位矩阵，Δτ为伪时间步长
Figure BDA0002675403730000134
Figure BDA0002675403730000135
Figure BDA0002675403730000136
Figure BDA0002675403730000137
通过算例可以验证：选取两个不同外形旋翼作为算例验证计算方法对旋翼流场计算的有效性。算例计算状态如表1所示，两个算例均为悬停状态。
表1旋翼悬停状态算例计算状态参数
Figure BDA0002675403730000138
具体的，图6给出了算例1计算结果与实验数据的对比，图7给出了算例2计算结果与实验数据的对比。横坐标x/c表示到桨叶前缘的距离与弦长的比值，纵坐标Cp表示压力系数。从图6和图7的对比结果可以看出计算结果与实验值均吻合较好。
选取Robin旋翼/机身组合模型算例验证本发明方法对直升机旋翼/机身气动干扰计算的有效性。Robin旋翼/机身组合模型算例包括四片桨叶和一个机身，机身长3.148m，旋翼半径1.574m，弦长0.108m，翼型为NASA RC-10-(B)M002，无尖削，负扭8°，旋翼轴前倾角2°，旋翼转速1200r/min，旋翼右旋，旋翼旋转中心距离机身参考线0.431276m。旋翼计算状态参数如表2所示。
表2 Robin旋翼/机身组合模型旋翼计算状态参数
图8给出了计算得到的机身表面压力系数分布与实验值的对比，从对比结果可以看出本发明能对旋翼/机身气动干扰进行有效计算。横坐标y/R表示y方向坐标与旋翼半径R的比值，纵坐标Cp表示压力系数。
下面通过具体实验测试的方式，体现本实施例的优点：算例旋翼为Caradonna&Tung旋翼，计算状态桨尖马赫数0.877，桨距8°，背景网格数量约70万个。图3展示了在相同的网格和计算条件下，等涡强度值(300)下的涡量捕捉对比，WENO-分段线性格式可以捕捉到大约500°的桨尖涡，而JST格式只能够捕捉到大约240°的桨尖涡。从这个结果可以看出，与JST格式相比，WENO-分段线性格式具有更高的桨尖涡捕捉精度。
图4和5则给出了同样的网格和计算条件下0°与90°方位角截面下涡强度值为300-600的涡量等值线对比。从图中能够看到，在0°方位角截面下，JST格式只能勉强捕捉到1个强度较强，而WENO-分段线性格式可以捕捉到2个强度较强的涡；90°方位角截面下，JST格式只捕捉到了1个强度较强的涡，而WENO-分段线性格式能够捕捉到2个强度较强的涡和1个强度较弱的涡。从以上结果可以看出，与JST格式相比，WENO-分段线性格式对桨尖涡的捕捉和涡强度的计算能力更好。
本实施例，还提供一种处理直升机流场数据的装置，包括：
预处理模块，用于生成笛卡尔背景网格和贴体非结构网格，并获取网格数据信息。
处理模块，用于利用网格数据信息，在所述笛卡尔背景网格上，预先搜索每个交界面对应的构建七阶WENO格式所需的虚构节点所在单元序号并存储。再利用搜索得到的单元序号，获取单元交界面上的左右状态值并求解对流通量值。
迭代收敛模块，用于利用所获取的单元交界面上的对流通量，对流场中的流通量进行迭代处理，并收敛处理结果。
输出模块，用于输出所述处理结果至显示设备。
具体的，所述处理模块，具体用于在所述贴体非结构网格上进行分段线性重构，之后获取单元交界面的左右两侧流动变量值。根据单元交界面上的左右状态值，获取单元交界面上的对流通量。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种处理直升机流场数据的方法，其特征在于，包括：
S1、生成笛卡尔背景网格和贴体非结构网格，并获取网格数据信息；
S2、利用网格数据信息，在所述笛卡尔背景网格上，预先搜索每个交界面对应的构建七阶WENO格式所需的虚构节点所在单元序号并存储；
S3、利用搜索得到的单元序号，获取单元交界面上的左右状态值并求解对流通量值；
S4、利用所获取的单元交界面上的对流通量，对流场中的流通量进行迭代处理，并收敛处理结果；
S5、输出所述处理结果至显示设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取单元交界面上的对流通量，包括：
在所述贴体非结构网格上进行分段线性重构，之后获取单元交界面的左右两侧流动变量值；
根据单元交界面上的左右状态值，获取单元交界面上的对流通量。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在所述贴体非结构网格上进行分段线性重构，包括：
将贴体非结构网格进行分段线性重构为：
Figure FDA0002675403720000011
Figure FDA0002675403720000012
其中，UL和UR分别表示单元交界面的左右两侧流动变量值，I，J作为单元的标号且为正整数，UI,UJ分别为单元I,J的流动变量值，
Figure FDA0002675403720000013
分别为单元I,J的流动变量梯度，ΨI,ΨJ是为了避免在大梯度区域产生振荡而采用的限制器，rL，rR分别表示单元交界面的左右两侧的计算参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用的限制器包括：
Figure FDA0002675403720000021
其中，点i，j为单元I，J的格心，
Figure FDA0002675403720000022
分别为从单元I,J格心指向交接面中心的矢量，Umax表示单元I以及I单元所有相邻单元中流动变量值中最大的值，Umin表示单元I以及I单元所有相邻单元中流动变量值中最小的值，Δ2表示交接面上的流动变量值与单元格心处流动变量值的差，参数ε2是与网格尺度有关的小量，用于控制限制器的大小，Δ1,max＝Umax-Ui,Δ1,min＝Umin-Ui，其中，Δ1，min和Δ1，max分别为两个中间变量，Ui指的是单元序号i的流场变量值。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取单元交界面的左右两侧流动变量值为：通过七阶WENO格式获取单元交界面的左右两侧流动变量值；
其中，首先获取单元交界面的重构模板：
Figure FDA0002675403720000023
有右下角标的参数符号U，表示各个虚构节点上的流动变量值，且通过右下角标的符号进行区分，其中，i'，i”，i”'，j'，j”，j”'为虚构节点，虚构节点都在点i，j延长线上，且满足相邻两点直接距离相等，i”'i”＝i”i'＝i'i＝ij＝jj'＝j'j”＝j”j”'，m1,m2,m3,m4分别表示单元交界面上左状态值的四个重构模板，左状态值的加权重构公式为：
Figure FDA0002675403720000024
其中非线性加权系数w1至w4都为权重系数，求取方式为：
Figure FDA0002675403720000031
Figure FDA0002675403720000032
表示单元I和J交界面的左状态值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所采用的权系数分别为
Figure FDA0002675403720000033
ε为预防分母为0而引入的小量，取1.0-6,ISk为第k个模板的光滑度量系数，具体表示为：
IS1＝Ui”'(547Ui”'-3882Ui”+462Ui'-1854Ui)+Ui”(7043Ui”+17246Ui'+7042Ui)+Ui'(11003Ui'-9402Ui)+2107Ui 2
Figure FDA0002675403720000034
Figure FDA0002675403720000035
Figure FDA0002675403720000036
7.一种处理直升机流场数据的装置，其特征在于，包括：
预处理模块，用于生成笛卡尔背景网格和贴体非结构网格，并获取网格数据信息；
处理模块，用于利用网格数据信息，在所述笛卡尔背景网格上，预先搜索每个交界面对应的构建七阶WENO格式所需的虚构节点所在单元序号并存储；再利用搜索得到的单元序号，获取单元交界面上的左右状态值并求解对流通量值；
迭代收敛模块，用于利用所获取的单元交界面上的对流通量，对流场中的流通量进行迭代处理，并收敛处理结果；
输出模块，用于输出所述处理结果至显示设备。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理模块，具体用于在所述贴体非结构网格上进行分段线性重构，之后获取单元交界面的左右两侧流动变量值；根据单元交界面上的左右状态值，获取单元交界面上的对流通量。
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