本申请涉及液体火箭发动机系统仿真，尤其是涉及基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法。
背景技术：
1、目前液体火箭发动机系统采用数据建模和数值计算对发动机燃烧室、喷管、涡轮、离心泵、阀门、管路、容腔等组件的详细物理过程进行仿真模拟，来确定发动机的起动、关机、转级等工况的动态特性。然而，目前仿真的手段存在模型参数简化较多，对于复杂组件的物理现象描述不足的问题，而液体火箭发动机系统复杂，因此目前的模型仿真存在精度较低的技术问题。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法，以缓解了现有技术中存在的上述至少一个技术问题。
2、第一方面，本发明提供一种基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法，包括：
3、构建针对液体火箭发动机核心部件的液体火箭发动机部组件仿真模型；其中，液体火箭发动机部组件仿真模型包括发动机头腔仿真模型和流量调节器仿真模型；
4、基于发动机各部件的部件参数对相应的液体火箭发动机部组件仿真模型进行智能化降阶，得到目标降阶模型；
5、将目标降阶模型嵌入至液体火箭发动机系统仿真平台，以对液体火箭发动机进行系统仿真。
6、在可选的实施方式中，头腔仿真模型包括头腔连续性方程、动量方程和能量方程：
7、当液体火箭发动机部组件仿真模型为发动机头腔仿真模型时，构建针对液体火箭发动机核心部件的液体火箭发动机部组件仿真模型，包括：
8、基于头腔中流体密度、流体速度和流体流动时间构建头腔连续性方程；
9、根据头腔中流体流动方向、流体动力粘度、单位质量流体上的外部力在指定流动方向上的第一分量以及流体速度在执行方向上的第二分量构建动量方程；
10、基于流体的总能量密度、流体压力、热传导系数、温度、粘性应力张量、单位质量流体上的外部力、由于粘性应力做功产生的能量输运以及外部力对流体做功的速率之间的关系构建能量方程。
11、在可选的实施方式中，头腔仿真模型还包括多相流模型；多相流模型为：
12、
13、其中，为相体积分数，t为时间，u为流速，为梯度。
14、在可选的实施方式中，流量调节器仿真模型包括流量调节器流体动力子模型、动网格子模型和滑套运动子模型；
15、当液体火箭发动机部组件仿真模型为流量调节器仿真模型时，构建针对液体火箭发动机核心部件的液体火箭发动机部组件仿真模型，包括：
16、基于流量调节器的流体平均速度、流体平均压力、流体密度、流体运动粘度和雷诺应力构建流量调节器流体动力子模型；
17、在流量调节器中运动部件运动造成流场区域变化过程中，基于流量调节器节点位移的受力参数、节点之间的弹簧刚度、节点的位移增量和节点基本信息构建动网格子模型；
18、根据滑阀运动速度、运动时间、滑阀行程、滑阀弹簧的刚度、流量调节器中运动件的折算质量、流量调节器入口压力、流量调节器出口压力、敏感面面积、修正系数和摩擦力构建滑套运动子模型。
19、在可选的实施方式中，当液体火箭发动机部组件仿真模型为发动机头腔仿真模型时，基于发动机各部件的部件参数对相应的液体火箭发动机部组件仿真模型进行智能化降阶，得到目标降阶模型，包括：
20、将流量调节器的入口压力、出口压力、第一级开度与预先选择的神经网络模型的第一输入参数相关联，将流量调节器的入口流量、出口流量、第二级开度与预先选择的神经网络模型的第一输出参数相关联；
21、通过关联后的第一输入参数和第一输出参数对预先选择的神经网络模型进行训练，训练完成后得到流量调节器降阶模型，流量调节器降阶模型用于表征流量调节器内部流动机理。
22、在可选的实施方式中，当液体火箭发动机部组件仿真模型为流量调节器仿真模型时，基于发动机各部件的部件参数对相应的液体火箭发动机部组件仿真模型进行智能化降阶，得到目标降阶模型，包括：
23、将发动机头腔的入口流量、出口流量、第一级开度与预先选择的神经网络模型的第二输入参数相关联，将发动机头腔的头腔压力、头腔温度、头腔密度、体积分数与预先选择的神经网络模型的第二输出参数相关联；
24、通过关联后的第二输入参数和第二输出参数对神经网络模型进行训练，得到发动机头腔的降阶模型，发动机头腔降阶模型用于表征发动机头腔内部充填流动机理。
25、在可选的实施方式中，将目标降阶模型嵌入至液体火箭发动机系统仿真平台，以对液体火箭发动机进行系统仿真，包括：
26、将目标降阶模型进行格式转换，将格式转换后的目标降阶模型嵌入至液体火箭发动机系统仿真平台；
27、在液体火箭发动机系统仿真平台，根据液体火箭发动机拓扑结构对目标降阶模型和机理模型进行接口匹配，将目标降阶模型与机理模型进行融合；其中，机理模型为液体火箭发动机部件的未降阶模型；
28、对融合后的液体火箭发动机整机进行系统仿真。
29、第二方面，本发明提供一种基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真装置，包括：
30、仿真模型构建模块，用于构建针对液体火箭发动机核心部件的液体火箭发动机部组件仿真模型；其中，液体火箭发动机部组件仿真模型包括发动机头腔仿真模型和流量调节器仿真模型；
31、模型降阶模块，用于基于发动机各部件的部件参数对相应的液体火箭发动机部组件仿真模型进行智能化降阶，得到目标降阶模型；
32、系统仿真模块，用于将目标降阶模型嵌入至液体火箭发动机系统仿真平台，以对液体火箭发动机进行系统仿真。
33、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现前述实施方式任一项的基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法。
34、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现前述实施方式任一项的基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法。
35、本申请提供的基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法的有益效果如下：
36、通过对发动机核心组件（发动机头腔和流量调节器）建立了可用于智能化降阶的高精度可降阶数值仿真模型，保证了模型的高精度和可降阶性。基于深度学习方法对发动机核心组件的高精度数值仿真模型进行了降阶，建立了核心部组件的智能化降阶模型。在液体火箭发动机整体系统仿真中引入智能化降阶模型，在提高仿真效率的同时，能够更好地保持系统级仿真的高精度，从而在液体火箭发动机设计、优化及数字孪生中具有更好的应用前景。
1.一种基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法，其特征在于，所述头腔仿真模型包括头腔连续性方程、动量方程和能量方程：
3.根据权利要求2所述的基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法，其特征在于，所述头腔仿真模型还包括多相流模型；所述多相流模型为：
4.根据权利要求1所述的基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法，其特征在于，所述流量调节器仿真模型包括流量调节器流体动力子模型、动网格子模型和滑套运动子模型；
5.根据权利要求1所述的基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法，其特征在于，当所述液体火箭发动机部组件仿真模型为所述发动机头腔仿真模型时，基于发动机各部件的部件参数对相应的液体火箭发动机部组件仿真模型进行智能化降阶，得到目标降阶模型，包括：
6.根据权利要求1所述的基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法，其特征在于，当所述液体火箭发动机部组件仿真模型为所述流量调节器仿真模型时，基于发动机各部件的部件参数对相应的液体火箭发动机部组件仿真模型进行智能化降阶，得到目标降阶模型，包括：
7.根据权利要求1所述的基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法，其特征在于，将所述目标降阶模型嵌入至液体火箭发动机系统仿真平台，以对所述液体火箭发动机进行系统仿真，包括：
8.一种基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至7任一项所述的基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至7任一项所述的基于智能化降阶模型的液体火箭发动机系统仿真方法。
