本发明涉及航空航天，特别涉及一种前飞状态旋翼表面水滴收集计算方法、装置、设备及介质。
背景技术：
1、相对于固定翼飞机，直升机凭借飞行操纵灵活、起落环境要求低等特点，被广泛应用于搜救、物资运送等方面。随着直升机功能的提升和应用领域的拓展，其面临更复杂飞行条件下的飞行安全风险，包括寒冷潮湿气象条件下的旋翼结冰问题。旋翼结冰会直接增加旋翼重量、降低旋翼拉力，同时旋翼表面的结冰在高速旋转和下洗的作用下，有可能造成机体的撞击损伤。因此，开展旋翼结冰研究可以预判结冰条件的严重程度，评估结冰后直升机的飞行性能，对安全飞行具有重要意义。
2、目前采用计算流体力学的手段预测旋翼表面结冰情况进行旋翼结冰数值仿真是结冰研究的重要手段之一。旋翼结冰计算主要包括流场计算、水滴输运与撞击计算、表面结冰计算等三个过程，其中水滴输运与撞击是较为关键的中间过程，输出变量是旋翼表面水滴收集质量流量，它的准确计算直接关系结冰发生范围和结冰量。由于旋翼运动模式多变，流场计算难度大，目前水滴收集特性计算主要针对悬停状态这一较为简单的模式，而直升机大多时候处于前飞状态，存在桨叶变距、挥舞等操纵，这一非定常特性的运动状态与水滴收集计算要求物体相对静止矛盾。这就导致由于直升机前飞时存在桨叶变距、挥舞等操纵，流场具有典型的非定常特性，对涉及积累效应的水滴收集计算过程是一个大挑战，因此，如何确定直升机前飞状态下旋翼表面水滴状况是本领域有待解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种前飞状态旋翼表面水滴收集计算方法、装置、设备及介质，通过将前飞周期运动分解为不同方位角的流场数据，进而针对每个流场进行水滴运动计算并加权平均，有助于克服前飞状态桨叶相对位置变化与水滴收集计算要求物体位置不变的矛盾，解决前飞旋翼结冰预测难的问题。其具体方案如下：
2、第一方面，本申请提供了一种前飞状态旋翼表面水滴收集计算方法，包括：
3、构建当前旋翼的计算网格，并基于预设的若干方位角根据所述计算网格确定所述当前旋翼对应的空气流场；
4、根据所述空气流场确定所述当前旋翼对应的若干所述方位角的水滴流场；
5、基于所述水滴流场确定各所述方位角的旋翼表面水滴信息，并根据预设加权规则对各所述方位角的所述旋翼表面水滴信息进行加权平均，以得到所述当前旋翼的旋翼表面水滴收集情况。
6、可选的，所述构建当前旋翼的计算网格，包括：
7、确定所述当前旋翼的旋翼计算外形，并利用预设网格生成软件生成所述旋翼计算外形相应的计算网格；所述计算网格为重叠网格。
8、可选的，所述基于预设的若干方位角根据所述计算网格确定所述当前旋翼对应的空气流场，包括：
9、确定所述空气流场的第一计算方法、第一边界条件和所述当前旋翼的参数信息；
10、将所述计算网格作为预设空气流场计算程序的输入数据，以利用所述预设空气流场计算程序基于所述计算网格、所述第一计算方法、所述第一边界条件和所述参数信息确定所述当前旋翼对应的空气流场计算结果。
11、可选的，所述确定所述当前旋翼对应的空气流场，包括：
12、确定所述当前旋翼的旋翼桨叶数量，并根据所述旋翼桨叶数量和预设方位角角度间隔确定若干所述方位角对应的所述空气流场计算结果作为所述空气流场。
13、可选的，所述根据所述空气流场确定所述当前旋翼对应的若干所述方位角的水滴流场，包括：
14、设置所述当前旋翼对应的壁面吸入边界条件；
15、确定所述水滴流场的第二计算方法、第二边界条件；所述第二边界条件包括所述壁面吸入边界条件；
16、将所述空气流场作为预设水滴流场计算程序的输入数据，以利用所述预设水滴流场计算程序基于所述空气流场、所述第二计算方法和所述第二边界条件确定所述当前旋翼对应的若干所述方位角的水滴流场计算结果作为所述水滴流场。
17、可选的，所述基于所述水滴流场确定各所述方位角的旋翼表面水滴信息，包括：
18、确定所述当前旋翼的旋翼桨叶对应的所述计算网格中各网格点的水滴体积分数和水滴速度；
19、根据所述水滴体积分数和所述水滴速度确定所述水滴流场对应的各所述方位角的质量流量，以将所述质量流量作为所述旋翼表面水滴信息。
20、可选的，所述根据预设加权规则对各所述方位角的所述旋翼表面水滴信息进行加权平均，包括：
21、将所述质量流量基于所述当前旋翼的所述旋翼桨叶数量和所述方位角的数量进行加权平均，以便根据加权平均结果得到所述旋翼表面水滴收集情况。
22、第二方面，本申请提供了一种前飞状态旋翼表面水滴收集计算装置，包括：
23、空气流场确定模块，用于构建当前旋翼的计算网格，并基于预设的若干方位角根据所述计算网格确定所述当前旋翼对应的空气流场；
24、水滴流场确定模块，用于根据所述空气流场确定所述当前旋翼对应的若干所述方位角的水滴流场；
25、信息平均模块，用于基于所述水滴流场确定各所述方位角的旋翼表面水滴信息，并根据预设加权规则对各所述方位角的所述旋翼表面水滴信息进行加权平均，以得到所述当前旋翼的旋翼表面水滴收集情况。
26、第三方面，本申请提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现前述的前飞状态旋翼表面水滴收集计算方法。
27、第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的前飞状态旋翼表面水滴收集计算方法。
28、本申请中，首先构建当前旋翼的计算网格，并基于预设的若干方位角根据计算网格确定当前旋翼对应的空气流场，然后根据空气流场确定当前旋翼对应的若干方位角的水滴流场，从而基于水滴流场确定各方位角的旋翼表面水滴信息，并根据预设加权规则对各方位角的旋翼表面水滴信息进行加权平均，以得到当前旋翼的旋翼表面水滴收集情况。本申请中在前飞流场计算中，将前飞周期运动进行分解，计算并保存不同方位角的流场数据，进而针对每个流场进行水滴运动计算，最后对所有方位角下表面水滴收集结果进行加权平均，从而最终得到旋翼表面水滴收集结果。这样一来，可以有效计算存在部件相对运动的旋翼表面水滴收集情况，克服前飞状态下桨叶相对位置变化与水滴收集计算要求物体位置不变之间的矛盾，以解决前飞旋翼结冰预测难的问题。
1.一种前飞状态旋翼表面水滴收集计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的前飞状态旋翼表面水滴收集计算方法，其特征在于，所述构建当前旋翼的计算网格，包括：
3.根据权利要求1所述的前飞状态旋翼表面水滴收集计算方法，其特征在于，所述基于预设的若干方位角根据所述计算网格确定所述当前旋翼对应的空气流场，包括：
4.根据权利要求1至3任一项所述的前飞状态旋翼表面水滴收集计算方法，其特征在于，所述确定所述当前旋翼对应的空气流场，包括：
5.根据权利要求4所述的前飞状态旋翼表面水滴收集计算方法，其特征在于，所述根据所述空气流场确定所述当前旋翼对应的若干所述方位角的水滴流场，包括：
6.根据权利要求5所述的前飞状态旋翼表面水滴收集计算方法，其特征在于，所述基于所述水滴流场确定各所述方位角的旋翼表面水滴信息，包括：
7.根据权利要求6所述的前飞状态旋翼表面水滴收集计算方法，其特征在于，所述根据预设加权规则对各所述方位角的所述旋翼表面水滴信息进行加权平均，包括：
8.一种前飞状态旋翼表面水滴收集计算装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任一项所述的前飞状态旋翼表面水滴收集计算方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于保存计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的前飞状态旋翼表面水滴收集计算方法。
