高超聲速氣動(dòng)加熱數(shù)值模擬.pdf

1、該文研究是針對(duì)航天工業(yè)總公司的預(yù)研課題要求展開的,目的就是要研究發(fā)展能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)高超聲速航天飛行器繞流流場(chǎng)和氣動(dòng)加熱問(wèn)題的完整的數(shù)值模擬方法,以及開發(fā)完整的設(shè)計(jì)計(jì)算軟件,為飛行器設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的流場(chǎng)特性、熱環(huán)境特性和選材設(shè)計(jì)的溫度場(chǎng)特性.在該文的氣動(dòng)加熱流場(chǎng)數(shù)值模擬方法研究中,求解了完整的考慮粘性和可壓縮性的N-S方程,為了模擬高溫真實(shí)氣體效應(yīng)下的流動(dòng),考慮了高溫空氣的5組份和17個(gè)化學(xué)反應(yīng);為了精確地捕捉激波,數(shù)值求解格式采用高精度迎風(fēng)格

2、式TVD,并配合有限體積法,自動(dòng)而清晰地捕獲激波并避免出現(xiàn)解的振蕩;為了準(zhǔn)確模擬混合氣體的粘性流動(dòng),采用了Wilke模型來(lái)計(jì)算粘性系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù);為了求得準(zhǔn)確的氣動(dòng)熱參數(shù),考慮了固壁上的滑移和催化條件.計(jì)算中采用了局部加密的結(jié)構(gòu)化貼體網(wǎng)格,網(wǎng)格由求解橢圓方程來(lái)生成,在保證光順的同時(shí)用Sorenson方法使其正交化,以最大程度的減少網(wǎng)格對(duì)計(jì)算結(jié)果造成的影響.為校驗(yàn)該文發(fā)展的高超聲速流動(dòng)流場(chǎng)與氣動(dòng)加熱計(jì)算方法,研究中對(duì)多個(gè)高度與馬赫數(shù)的飛行