fixed-wing-aero-buildup-spec

name: "fixed_wing_aero_buildup_spec" description: "固定翼气动阻力分解方案：基于几何外形的部件级阻力叠加（CD0 Buildup）。当需要用物理模型替代用户猜测的 CD0 时调用。" stage: "class2_preliminary" code_module: "aircraft_design/class2_preliminary/aero_drag_buildup.py" dependencies: - "fixed_wing_aero_spec"

固定翼气动阻力分解方案（Spec）

目标

• 替代用户猜测的 cd0，实现基于几何参数的物理估算。
• 提供详细的阻力分解表（摩擦、压差、干扰、波阻）。
• 支持从 Class I (Sizing) 到 Class II (Detailed) 的平滑过渡。

与统一入口的接口关系

• 阻力分解在 fixed_wing_overall_sizing_runbook 的“收敛后阶段 2–7 扩展分析”中对应 Stage2 Aero。
• 统一入口输出中推荐读取：
  • advanced_design_results_*.json.stage2_aero.cd0
  • advanced_design_results_*.json.stage2_aero.cd0_breakdown
  • advanced_design_report.md 的阻力分解表

输入 (Input)

• geometry_shape (来自 fixed_wing_shape_parametric 或 detailed)
  • 机身: length_m, diameter_m, wetted_area_m2 (若无则估算)
  • 机翼: s_ref_m2, s_exposed_m2, span_m, root_chord_m, tip_chord_m, sweep_deg, t_c
  • 尾翼: 同机翼
• flight_conditions
  • altitude_m: 飞行高度
  • mach: 马赫数
  • velocity_m_s: 速度 (可选，与 mach 二选一)

输出 (Output)

• stage2_aero.cd0: 总零升阻力系数
• stage2_aero.cd0_breakdown:
  • parasite_drag: { fuselage, wing, htail, vtail, nacelle }
  • wave_drag: (若 M > M_crit)
  • misc_drag: (起落架、冷却阻力等，可选)
• stage2_aero.cd_total: 基于新 CD0 的巡航点总阻力（含诱导项）

算法逻辑 (Methodology)

1. 几何预处理: 计算部件的雷诺数特征长度、浸湿面积、形状因子参数。
2. 摩擦阻力 (Friction): 平板湍流/层流公式 (e.g., Prandtl-Schlichting)。
3. 形状阻力 (Form): 应用形状因子 (Form Factors, e.g., Raymer Eq 12.30-12.32)。
4. 干扰阻力 (Interference): 应用干扰因子 (Q Factors)。
5. 波阻 (Wave): 跨音速/超音速时的简单的 Korn equation 或 Sears-Haack 近似（Phase 1 可选）。
6. 汇总: $C_{D0} = \frac{1}{S_{ref}} \sum (C_{f,i} \cdot FF_i \cdot Q_i \cdot S_{wet,i}) + C_{D,wave} + C_{D,misc}$