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龙图腾网获悉中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所;中国航空工业集团有限公司申请的专利一种飞行器机体表面声载荷时域预测方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120493807B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510718331.7，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种飞行器机体表面声载荷时域预测方法及系统是由宋妙妍;王普缘;贺菲;赵海洋;陈宝;张欣设计研发完成，并于2025-05-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种飞行器机体表面声载荷时域预测方法及系统在说明书摘要公布了：一种飞行器机体表面声载荷时域预测方法及系统，属于飞行器检测技术领域。为解决飞行器声散射问题进行高精度的求解计算的问题，本发明建立飞行器流场计算网格及声场网格；对网格进行初始化；计算雅克比行列式和网格单元度量，完成网格坐标系转换；判断网格单元数值解的收敛性；采用Runge‑Kutta法迭代求解每个时间步下的线性欧拉方程；得到每个网格单元的流场数据和声场数据；采用空间滤波格式进行滤波处理，消除数值伪波，得到滤波处理后的每个网格单元的流场数据和声场数据；对流场数据和声场数据进行时间更新迭代，直至获取的声载荷数据达到稳定，输出飞行器表面声载荷时域数据、流域声场云图及流场云图。本发明兼顾计算效率和精度。

本发明授权一种飞行器机体表面声载荷时域预测方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种飞行器机体表面声载荷时域预测方法，其特征在于，包括如下步骤： S1.建立飞行器流场计算网格及声场网格，读入飞行器参数文件、飞行器流场计算网格及声场网格文件和流场数据文件，进行信息传递接口初始化，建立网格单元之间的连通性； S2.根据步骤S1得到的飞行器参数文件中边界条件类型计算边界参数，进行边界条件初始化，包括飞行器壁面采用无黏固壁边界条件，飞行器远场采用网格拉伸和吸收层相结合的条件； S3.计算雅克比行列式和网格单元度量，完成网格坐标系转换，将线性欧拉方程变换为一般曲线坐标下方程； S4.对每个时间步遍历所有网格单元，计算得到每个时间步下的收敛条件判断数的最大值，判断网格单元数值解的收敛性； S5.采用Runge-Kutta法迭代求解每个时间步下的线性欧拉方程，具体包括在每个网格单元执行边界条件，进行MPI通信；采用高阶、低耗散、低色散的差分格式进行空间导数计算，结合声源项参数，求解线性欧拉方程，实现对整个区域网格单元的求解，得到每个网格单元的流场数据和声场数据； 步骤S5的具体实现方法包括如下步骤： S5.1.对步骤S5得到的每个收敛的网格单元执行边界条件，进行MPI通信； S5.2.采用高阶、低耗散、低色散的差分格式进行空间导数计算，结合声源项参数，求解线性欧拉方程，实现对整个区域网格单元的求解，得到每个网格单元的流场数据和声场数据； S5.2.1.采用线化欧拉方程求解机体表面声载荷，计算公式为： ； 其中，，和分别表示、、方向的分速度，和分别表示密度和压力，表示比热，设置为定常，空气的比热为1.4，上标′表示扰动场，下标0代表背景流动场；到分别为第1源项、第2源项、第3源项、第4源项、第5源项； 设置计算中的变量均按照下述参考值进行无量纲处理：参考长度为，参考速度为，参考密度为，参考压力为，参考时间为； S5.2.2.空间导数计算采用高阶、低耗散、低色散的OPCS格式，将导数分解为前向导数和后向导数的和；网格分块的外边界采用三阶四点的显式模板，分块交界面上采用四阶十一点的显式模板，形成四阶OPCS的矩阵形式的递归系统，OPCS矩阵是双对角矩阵，应用向前扫略来求解的下对角矩阵，后向扫略来求解上对角矩阵；在维度为Nx,Ny,Nz三维流域中，共求解Ny×Nz个上对角和下对角矩阵； S5.2.3.时间离散采用显式多中间步Runge-Kutta法，在时间推进时交替使用4步、6步LDDRK格式，并针对交替格式进行系数优化，使得推进格式保持低耗散、低色散特性的同时在每个时间步上均达到4阶精度，并且实现了低存储应用形式； S5.2.4.声源项采用计算流体力学解转化的声源信息或解析的声源模型给出，计算流体力学解转化的声源信息通过CFD计算获取非定常湍流速度，通过对其求导获取声源信息： ； 其中，是第i个声源信息在t时刻的运动速度、是第i个声源信息在t时刻的运动速度的平均量，是第i个声源信息，j是网格点位置； 对于声散射问题进行声源简化，采用经典声源模型给出，即采用旋转的单极子或偶极子叠加而成，旋转轴中心坐标为，垂直于yoz平面，则第i个旋转声源的位置如下： ； 其中，表示圆环的半径，表示声源相对位置，表示旋转角速度； 声源的运动速度表示为： ； 设置单极子强度为，偶极子的强度为，声源项的表达式改写为： ； S5.2.5.结合步骤S5.2.4的声源项，通过空间离散和时间离散求解能量方程、动量方程和连续性方程，获取声场数据； S6.对步骤S5得到的每个网格单元的流场数据和声场数据，采用空间滤波格式进行滤波处理，消除数值伪波，得到滤波处理后的每个网格单元的流场数据和声场数据； S7.重复迭代步骤S4-步骤S6，对流场数据和声场数据进行时间更新迭代，直至获取的声载荷数据达到稳定，输出飞行器表面声载荷时域数据、流域声场云图及流场云图。

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