一种用于风洞试验的冰形参数化方法

1.用于风洞试验的冰形参数化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.确定冰形特征点；在结冰风洞开展机翼结冰风洞试验，获得翼型结冰冰型，将实体结冰冰型转换为直角坐标系中的冰形曲线，并在冰形曲线上确定如下特征点：下极限点a、下冰角点b、驻点c、上冰角点d、上极限点e、以及下冰角点b在翼面上投影点b'、驻点c在翼面上投影点c'和上冰角点d在翼面上投影点d'；S2.获取冰形量化参数；对步骤S1的特征点进行量化，获取个如下7个冰形量化参数：上冰角高度 h 1 、驻点厚度 h 2 、下冰角高度 h 3 、下极限点a到上极限点e的翼面弧长 s 、下极限点a到上冰角点d在翼面上投影点d'的翼面弧长 s 1 、下极限点a到驻点c在翼面上投影点c'的翼面弧长 s 2 和下极限点a到下冰角点在翼面上投影点b'的翼面弧长 s 3 ；用 s i 表示各翼面弧长，i=1为下极限点a到上冰角点d在翼面上投影点d'的翼面弧长 s 1 ，i=2为下极限点a到驻点c在翼面上投影点c'的翼面弧长 s 2 ，i=3为下极限点a到下冰角点在翼面上投影点b'的翼面弧长 s 3 ；S3.进行特征点的局部坐标系坐标转换；以各特征点到下极限点a的翼面弧长为横坐标，以各特征点到翼面的法向距离为纵坐标，构建局部坐标系，将直角坐标系中的下极限点a、下冰角点b、驻点c、上冰角点d、上极限点e分别转换成局部坐标系的下极限点坐标转换点A、下冰角点坐标转换点B、驻点坐标转换点C、上冰角点坐标转换点D、上极限点坐标转换点E；S31.设置下极限点a横坐标为 m ，下极限点a到翼面法向距离为0，则局部坐标系中，下极限点坐标转换点A的坐标为（ m , 0）；设置上极限点e的横坐标为 n ，上极限点e到翼面法向距离为0，则局部坐标系中，上极限点坐标转换点E的坐标为（ n , 0）；S32.将上冰角点d转换到局部坐标系；利用下极限点a到上极限点e的翼面弧长 s 、下极限点a到上冰角点d在翼面上投影点d'的翼面弧长 s 1 和上冰角高度 h 1 ，按照公式（1）计算，当 i =1时，计算出转换后的上冰角点坐标转换点D的横坐标 ，由于上冰角点d到翼面的法向距离为上冰角高度 h 1 ，则局部坐标系中，上冰角点坐标转换点D的坐标为 ；S33.将驻点c转换到局部坐标系；利用下极限点a到上极限点e的翼面弧长 s 、下极限点a到驻点c在翼面上投影点c'的翼面弧长 s 2 和驻点厚度 h 2 ，按照公式（1）计算，当 i =2时，计算出转换后驻点坐标转换点E的横坐标 ，根据驻点c到翼面的法向距离为驻点厚度 h 2 ，则局部坐标系中，驻点坐标转换点C的坐标为 ；S34.将下冰角点b转换到局部坐标系；利用下极限点a到上极限点e的翼面弧长 s 、下极限点a到下冰角点在翼面上投影点b'的翼面弧长 s 3 和下冰角高度 h 3 ，按照公式（1），当 i =3时，计算出转换后下冰角点b的横坐标 ，根据下冰角点b到翼面的法向距离为下冰角高度 h 3 ，则局部坐标系中下冰角点坐标转换点B的坐标为 ；S4.基于局部坐标系进行冰形参数化；在步骤S3确定的局部坐标系中，按照下极限点坐标转换点A、下冰角点坐标转换点B、驻点坐标转换点C、上冰角点坐标转换点D、上极限点坐标转换点E的顺序进行分段，对相邻点之间的曲线进行分段拟合，得到参数化冰形曲线，再结合下冰角点位置及各段的参数翼面弧长重建出冰形。 2.根据权利要求1所述的用于风洞试验的冰形参数化方法，其特征在于，所述的步骤S1包括以下步骤：S11.搜索冰形曲线，以冰形曲线在翼面的下临界点为下极限点a，冰形曲线在翼面的上临界点为上极限点e；S12.以翼型的前缘点为分界线，将冰形曲线分为上、下两部分；S13.搜索冰形曲线，以冰形曲线下部到翼型表面的法向距离最大的点为下冰角点b，下冰角点b的法线与翼型表面的交点为下冰角点b在翼面上投影点b'，以冰形曲线上部到翼型表面的法向距离最大的点为上冰角点d，上冰角点d的法线与翼型表面的交点为上冰角点d在翼面上投影点d'；S14.搜索冰形曲线，在上冰角点d和下冰角点b之间的冰形曲线上，到翼型表面的法向距离最小的点即为驻点c，驻点c法线与翼型表面的交点为驻点c在翼面上投影点c'。 3.根据权利要求1所述的用于风洞试验的冰形参数化方法，其特征在于，所述的步骤S2包括以下步骤：S21.上冰角点d到上冰角点d在翼面上投影点d'的距离为上冰角高度 h 1 ，驻点c到驻点c在翼面上投影点c'的距离为驻点厚度 h 2 ，下冰角点b到下冰角点b在翼面上投影点b'的距离为下冰角高度 h 3 ；S22.通过下极限点a和上极限点e，采用积分法沿翼型表面进行积分计算得到下极限点a到上极限点e的翼面弧长s，同理计算，下极限点a到上冰角点d在翼面上投影点d'的翼面弧长 s 1 ，下极限点a到驻点c在翼面上投影点c'的翼面弧长 s 2 ，下极限点a到下冰角点b在翼面上投影点b'的翼面弧长 s 3 。 4.根据权利要求1所述的用于风洞试验的冰形参数化方法，其特征在于，所述的步骤S4中的分段拟合的拟合函数包括余弦函数、指数函数或Cauchy函数中的一种或二种以上的组合；指数函数和Cauchy函数通过调节参数控制拟合曲线的形状。