1.一种数据驱动的尖薄前缘组件电弧风洞试验条件设计方法,其特征在于,包括:根据尖薄前缘组件的气动热环境参数,设定电弧风洞试验的试验喷管并计算出口马赫数;基于三维热传导方程,计算尖薄前缘组件飞行工况下的外表面温度场并确定特征温度;设计尖薄前缘组件的试验状态,利用不同的试验状态构建电弧风洞试验轨道;以尖薄前缘组件为试验对象,计算每个试验状态的热响应;基于每个试验状态的热响应,结合所述特征温度评估外表面温度偏离量,并判断试验状态是否满足判据;使用弦截法迭代更新不满足判据的试验状态中的前缘压力和前缘恢复焓;基于正激波关系式,计算电弧风洞试验的试验气体参数;利用所述试验气体参数,更新不满足判据的试验状态中的前缘热流密度;当前缘压力、前缘恢复焓以及前缘热流密度均完成更新后,再次判断试验状态是否满足所述判据;当电弧风洞试验轨道中所有的试验状态均满足判据后,输出电弧风洞试验轨道。
2.根据权利要求1所述的数据驱动的尖薄前缘组件电弧风洞试验条件设计方法,其特征在于,基于三维热传导方程,计算尖薄前缘组件飞行工况下的外表面温度场并确定特征温度,包括:首先针对尖薄前缘组件构建三维直角坐标系,并建立三维热传导方程;设定边界条件: ;式中, 为尖薄前缘组件的外表面有效热流; 为尖薄前缘组件的材料表面辐射系数; 为斯蒂芬-玻尔兹曼常数; 为尖薄前缘组件的外表面恢复焓、外表面热流密度; 为壁焓, 为尖薄前缘组件外表面上的试验气体定压比热容; 为外表面温度场;通过求解三维热传导方程得到飞行工况下的外表面温度场 ,并从 中选取尖薄前缘组件上温度最高部位的外表面温度作为特征温度 。
3.根据权利要求1所述的数据驱动的尖薄前缘组件电弧风洞试验条件设计方法,其特征在于,设计尖薄前缘组件的试验状态,利用不同的试验状态构建电弧风洞试验轨道,包括:将尖薄前缘组件的气动热环境参数设计空间离散为 个试验状态,每个试验状态包括一组持续时间 、前缘压力 、前缘恢复焓 和前缘热流密度 ;所有的试验状态形成电弧风洞试验轨道。
4.根据权利要求1所述的数据驱动的尖薄前缘组件电弧风洞试验条件设计方法,其特征在于,以尖薄前缘组件为试验对象,计算每个试验状态的热响应,包括:首先针对尖薄前缘组件构建二维直角坐标系,并建立二维瞬态热传导方程;在每个试验状态下,通过求解所述二维瞬态热传导方程,得到二维结构温度场,从中提取尖薄前缘组件的前缘表面温度作为热响应。
5.根据权利要求1所述的数据驱动的尖薄前缘组件电弧风洞试验条件设计方法,其特征在于,基于每个试验状态的热响应,结合所述特征温度评估外表面温度偏离量,并判断试验状态是否满足判据,包括:计算外表面温度偏离量 ,其中 为热响应, 为特征温度;按照以下判据进行判断: ;其中, 为预设的最大温度偏差。
6.根据权利要求1所述的数据驱动的尖薄前缘组件电弧风洞试验条件设计方法,其特征在于,使用弦截法迭代更新不满足判据的试验状态中的前缘压力和前缘恢复焓,包括:对于前缘压力 和前缘恢复焓 ,定义函数 ,其中 为外表面温度偏离量, 为预设的最大温度偏差;通过弦截法求解 ,迭代公式为: ; ; ; ;上式中, 和 分别表示前缘压力和前缘恢复焓第 次迭代的过程变量; 和 表示第 次迭代的前缘压力和前缘恢复焓; 为将 和 替换函数 中的 和 后的表达式。
7.根据权利要求1所述的数据驱动的尖薄前缘组件电弧风洞试验条件设计方法,其特征在于,基于正激波关系式,计算电弧风洞试验的试验气体参数,包括:根据更新后的前缘压力 和更新后的前缘恢复焓 ,结合试验喷管的出口马赫数 ,使用正激波关系式计算尖薄前缘组件的前缘正激波后气体压力 、正激波后气体密度 、正激波后气体温度 ;基于 、 和 ,计算正激波前的电弧风洞试验的试验气体参数,包括试验气体密度 、试验气体静温 。
8.根据权利要求1所述的数据驱动的尖薄前缘组件电弧风洞试验条件设计方法,其特征在于,利用所述试验气体参数,更新不满足判据的试验状态中的前缘热流密度,包括:更新后的前缘热流密度 的表达式如下: ;其中, 为试验气体密度; 为试验气体速度; 为尖薄前缘组件的前缘半径; 为试验气体的动力粘度; 为尖薄前缘组件的前缘有效后掠角; 为与前缘等半径的球形端头驻点热流,计算公式如下: ;其中, 为理论拟合参数; 为参考密度; 为参考速度; 为来流总焓,表达式为 ;其中 为试验气体静温, 为尖薄前缘组件外表面上的试验气体定压比热容; 为预设的等温壁焓值。
9.一种终端设备,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序;其特征在于,处理器执行计算机程序时,实现权利要求1-8中任一项所述数据驱动的尖薄前缘组件电弧风洞试验条件设计方法。
10.一种计算机可读存储介质,所述介质中存储有计算机程序;其特征在于,计算机程序被处理器执行时,实现权利要求1-8中任一项所述数据驱动的尖薄前缘组件电弧风洞试验条件设计方法。