(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 202210990928.3 (22)申请日 2022.08.18 (71)申请人 中国航空工业 集团公司沈阳空气动 力研究所 地址 110000 辽宁省沈阳市皇姑区阳山路1 号 (72)发明人 张同心　李庆利　崔晓春　孟凡民　 张刃　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市伟晨专利代理事务 所(普通合伙) 23209 专利代理师 韩立岩 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/14(2020.01)G06F 119/06(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 113/08(2020.01) (54)发明名称 一种适用 于风洞中的气动型面及其设计方 法 (57)摘要 一种适用 于风洞中的气动型面及其设计方 法， 属于航空气动力风洞试验技术领域。 本发明 包括气动型面的前端面为正方形截面， 气动型面 的后端面为圆形截面， 气动型面的中部为过渡 段， 通过自身截面形状从前到后的改变来连接前 后部段。 研发目的是为了提供一种新型的从正方 形截面过渡为圆形截面的气动型面设计方法， 能 够使流场从正方形平缓过渡到圆形， 同时尽量减 小其对流场品质的影响， 减小压力损失， 本发明 为了实现从正方形截面向圆形截面的平滑过渡， 采用了将直角倒圆并逐渐增大倒圆半径的方法。 圆弧曲线逐渐加长， 直角边逐渐缩短， 最终型线 完全变为圆形。 这种过渡方式自然圆滑， 变化平 缓， 气动性能良好， 可以明显减小由于截面形状 变化而对流场产生的 的干扰。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115391941 A 2022.11.25 CN 115391941 A 1.一种适用于风洞中的气动型面， 其特征在于： 包括气动型面 （1） 的前端面 （2） 为正方 形截面， 气动型面 （1） 的后端面 （3） 为圆形截面， 气动型面 （1） 的中部为过渡段 （4） 。 2.一种适用于风洞中的气动型面设计方法， 是基于权利要求1所述的一种适用于风洞 中的气动型面实现的， 其特 征在于： 步骤1， 设定气动型面 （1） 的前端面 （2） 为正方形截面， 定义4条边EF、 FG、 GH、 HE， 初始边 长为N； 设定气动型面 （1） 的后端面 （3） 为圆形截面， 定义半径为R，  气动型面 （1） 的前端面 （2） 向后端面 （3） 过渡的过渡段长度为 L； 步骤2， 在后端面 （3） 的圆形曲线上设定4个点A、 B、 C、 D， A位于EF的垂直中分线上， B位于 FG的垂直中分线上， C位于GH的垂直中分线上， D  位于HE的垂直中分线上； 步骤3， 将点E和点F分别与点A连接， 获得线段EA和EF， 将点F和点G分别与点B 连接， 获得 线段FB和GB， 将点G和点H分别与点C连接， 获得线段GC和HC， 将点H和点E分别与点D连接， 获 得线段HD和ED， 进 而获得4个等腰三角形即AEF、 BFG、 CGH、 DH E； 步骤4， 整个过渡段 （4） 中任意一个横截面与所述等腰三角形形成4条交线， 4条交线为 横截面的直角边， 直角边长度a的计算公式如下：                   公式一 其中， x为横截面与前端面 （2） 之间的距离； 步骤5， 用4条90 °圆弧曲线将4条直角边连接， 4条90 °圆弧曲线即为此横截面的4个倒圆 圆弧， 圆弧曲线半径 r的计算公式如下：                     公式二 步骤6， 依据公式一、 公式二获得到过渡段上所有横截面的轮廓， 进而获得整个过渡段 的完整型面， 完成气动型面的设计。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115391941 A 2一种适用于风洞中的气动型面及其设计方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种适用于风洞中的气动型面设计方法， 属于航空气动力风洞试验技 术领域。 背景技术 [0002]空气动力学是发展航空航天技术及其他工业技术的一门基础科学， 风洞试验是空 气动力学研究的基本方法之一。 作为风洞试验中的最基础设备， 风洞在气动力研究和飞行 器气动设计中一直起着非常重要的作用。 风洞中各部段管路内型面的形状及尺寸 都有所不 同， 各部段之间的连接和过渡影响到整个风洞的流场品质。 这些连接过渡段 的气动型面至 关重要， 设计不好的气动型面将直接影响风洞的速度均匀性、 气流偏角、 湍流度等流场指 标， 还将增大气流的压力损失， 增大风洞运行的功耗。 [0003]在风洞部段管路中， 前后两侧截面的两者之间需要设计一个中间段来连接和过 渡， 此过渡段 的型面就需要合理的设计。 现有的高低速风洞中的过渡段型面并没有一套明 确、 有效的设计方法， 甚至很多过渡型面并没有经过详细设计。 这些型面降低了流场品质、 并增大了 压力损失。 [0004]因此， 亟需提出一种新型的适用于风洞中的气动型面， 以解决上述 技术问题。 发明内容 [0005]本发明研发目的是为了解决提供一种新型的从正方形截面过渡为圆形截面的气 动型面设计方法， 能够使流场从正方形平缓过渡到圆形， 同时减小其对流场品质的影响， 减 小压力损失的问题， 在下文中给出了关于本发明的简要概述， 以便提供关于本发明的某些 方面的基本理解。 应当理解， 这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。 它并不是意图确定 本发明的关键或重要部分， 也 不是意图限定 本发明的范围。 [0006]本发明的技 术方案： 方案一： 一种适用于风洞中的气动型面设计方法， 具体为： 步骤1， 设定气动型面的前端面为正方形截面， 定义4条边EF、 FG、 GH、 HE， 初始边长 为N； 设定气动型面的后端面为圆形截面， 定义半径为R,  气动型面的前端面向后端面过渡 的过渡段长度为 L； 步骤2， 在后端面的圆形曲线上设定4个点A、 B、 C、 D， A位于EF 的垂直中分线上， B位 于FG的垂直中分线上， C位于GH的垂直中分线上， D  位于HE的垂直中分线上； 步骤3， 将 点E和点F分别与点A 连接， 获得线段EA和EF， 将 点F和点G分别与点B连接， 获得线段FB和GB， 将点G和点H分别与点C连接， 获得线段GC和HC， 将点H和点E分别与点D连 接， 获得线段HD和ED， 进 而获得4个等腰三角形即AEF、 BFG、 CGH、 DH E； 步骤4， 过渡段中任意一个横截面与所述等腰三角形形成4条交线， 4条交线为横截 面的直角边， 直角边长度a的计算公式如下：说　明　书 1/4 页 3 CN 115391941 A 3