碳基材料烧蚀下的热化学非平衡流场数值模拟研究

发布时间：2018-07-26 19:16

【摘要】：针对飞行器再入过程中碳基材料的烧蚀现象,采用考虑十三组元三十四反应式的流场化学反应模型,结合防热材料的烧蚀反应模型和结构热传导模型,建立了热化学非平衡烧蚀流场/结构温度场双向耦合数值模拟方法,并开展了算例验证。通过对三维球头模型烧蚀效应的模拟,获得了结构内部的温度场分布和烧蚀流场参数。结果表明,烧蚀效应改变了流场中化学反应组分的分布特性,同时增大了激波脱体距离,在工程设计中需要加以考虑。
[Abstract]:Aiming at the ablation phenomenon of carbon-based materials during aircraft reentry, a flow field chemical reaction model considering the reaction formula of 13 components 34 is adopted, which combines the ablation reaction model of heat-resistant material and the structural heat conduction model. A bidirectional coupled numerical simulation method for thermal-chemical nonequilibrium ablation flow field / structure temperature field is established and verified by a numerical example. The temperature field distribution and ablation flow field parameters in the structure were obtained by simulating the ablation effect of the three-dimensional spherical head model. The results show that the ablation effect changes the distribution of chemical reaction components in the flow field and increases the shock wave separation distance, which should be considered in engineering design.
【作者单位】： 浙江大学航空航天学院;上海航天控制技术研究所;
【基金】：国家科技部973计划项目(2014CB340201)
【分类号】：V419

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本文编号：2147024