真实气体效应对高超声速钝楔流场的影响

发布时间：2020-08-26 02:53

【摘要】：近年来,随着高超声速飞行器的研究与发展,人们对高超声速空气动力学的研究也越来越深入。其中,真实气体效应是研究高超声速飞行时不可忽略的一项重点问题。本文通过直接数值模拟计算的方法研究了真实气体效应对高超声速钝楔流场的影响。本文将采用量热完全气体模型、变比热模型(等效比热比法和直接通量分裂法)与化学平衡气体模型分别对高超声速钝楔流场进行直接数值模拟计算,并将考虑了真实气体效应的计算模型所计算出的流场数据与量热完全气体模型计算出的流场数据进行对比分析,得出真实气体效应对高超声速钝楔流场的具体影响结果。结果表明,变比热模型与化学平衡气体模型反映出的真实气体效应影响趋势相同,均使钝楔头部激波内高温区的流速与温度降低,使波内密度升高,使激波层内厚度减小,且均对波内压强影响较小。此外,真实气体效应在更高马赫数下的化学平衡气体模型中所反映出的影响效果更为显著。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V211;V411
【图文】：

第 1 章 绪 论1.1 研究背景多年以来，高超声速飞行的研究一直是航空航天学者的重点研究课题。有关高超声速飞行器的研制，无论在军事上或是经济上都存在着重要的战略意义。如图 1.1 所示，2004 年 11 月 16 日，美国航空航天局研制的 X-43[1]高超声速无人飞行器试飞成功，X-43 在距离地面 30km 的高空处点燃超燃冲压发动机，在短暂的冲刺之后，进行了马赫数为 9.8 的飞行试验。如图 1.2 所示，2013 年 5 月 3 日，美国空军宣布已研制将近十年的 X-51A“乘波者”[2]高超声速无人飞行器经历数次失败后，在第四次试飞中，终获成功，X-51A“乘波者”高超声速飞行器以 5.1 马赫的速度飞行了 200 多秒。随着以上等高超声速飞行器的试飞成功，全球对高超声速飞行器研究的关注度越来越高，各国均开始发展对高超声速技术的研究。

美国空军宣布已研制将近十年的 X-51A“乘波者”[2]高超声速无人飞行器经历数次失败后，在第四次试飞中，终获成功，X-51A“乘波者”高超声速飞行器以 5.1 马赫的速度飞行了 200 多秒。随着以上等高超声速飞行器的试飞成功，全球对高超声速飞行器研究的关注度越来越高，各国均开始发展对高超声速技术的研究。图1.1 X-43高超声速无人飞行器

赫的速度飞行了 200 多秒。随着以上等高超声速飞行器的试飞成功，全球对高超声速飞行器研究的关注度越来越高，各国均开始发展对高超声速技术的研究。图1.1 X-43高超声速无人飞行器图1.2 X-51A“乘波者”高超声速飞行器

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本文编号：2804572