增强高超声速化学反应流数值计算的稳定性方法

发布时间：2017-08-03 11:00

  本文关键词：增强高超声速化学反应流数值计算的稳定性方法

  更多相关文章： 高超声速 对角化 稳定性分析 网格加密

【摘要】：针对高超声速化学反应流数值模拟中包含源项对角化雅可比矩阵的数值格式稳定性很差的问题,在对采用上下对称的高斯-赛德尔(LU-SGS)格式的离散方程进行线性稳定性分析的基础上,提出一种依据流动状态对流场的块网格进行局部加密的方法,以增强流场数值计算稳定性。在高超声速流场中,对包含激波后亚声速高温区域的块网格给予加密,而其他区域中的块网格可以适当进行网格粗化或保持不变。算例结果表明,相比于初始网格,局部加密后的改进网格并不会产生过多的网格量,而且能够采用较大的柯朗-弗里德里奇-列维(CFL)数以达到数值求解过程中稳定计算和快速收敛的目的。
【作者单位】： 西北工业大学航空学院;
【关键词】： 高超声速 对角化 稳定性分析 网格加密
【基金】：国家自然科学基金(11472221)
【分类号】：V211.3
【正文快照】： 0引言航天飞机、返回舱等高速飞行器再入大气层时的高超声速流动,必须考虑空气组分之间发生的化学反应及其对流场的影响。数值模拟是开展高超声速化学反应流研究和气动热预测的重要手段[1-2]。多种隐式时间推进方法在不考虑时间精度的高超声速定常流场计算中得到广泛应用并取

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 苗文博;程晓丽;艾邦成;沈清;;高超声速流动壁面催化复合气动加热特性[J];宇航学报;2013年03期

2 刘昕;邓小刚;毛枚良;;高超声速飞行器外形热流密度分布计算的高精度方法研究[J];宇航学报;2006年02期

3 欧阳水吾,谢中强;有烧蚀气体产物影响的化学非平衡粘性流数值计算研究[J];宇航学报;1997年01期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 潘沙;高超声速气动热数值模拟方法及大规模并行计算研究[D];国防科学技术大学;2010年

2 李海燕;高超声速高温气体流场的数值模拟[D];中国空气动力研究与发展中心;2007年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 王羽;蔡晋生;屈];粟虹敏;;增强高超声速化学反应流数值计算的稳定性方法[J];宇航学报;2016年09期

2 张翔;陈方;张胜涛;王福新;;高温效应对全动舵飞行器气动热力特性影响[J];科学技术与工程;2015年11期

3 李海燕;李志辉;罗万清;李明;;近空间飞行环境泰氟隆烧蚀流场化学非平衡流数值算法及应用研究[J];中国科学:物理学 力学 天文学;2014年02期

4 陈思员;姜贵庆;张亮;;基于积分法的热流后处理方法[J];空气动力学学报;2010年05期

5 董维中,高铁锁,张巧芸;高超声速三维碳-碳烧蚀流场的数值研究[J];空气动力学学报;2001年04期

6 谈和平,崔国民,阮立明;再入飞行器驻点流光辐射特性的理论建模[J];工程热物理学报;1999年06期

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 李季;高温非平衡效应下的激波干扰与激波反射[D];中国科学技术大学;2015年

2 夏俊明;基于大面积等离子体片的高超声速飞行器黑障效应研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2015年

3 柳彦博;等离子喷涂ZrB_2/SiC涂层微结构控制与抗烧蚀性能表征[D];北京理工大学;2015年

4 赵文文;高超声速流动Burnett方程稳定性与数值计算方法研究[D];浙江大学;2014年

5 冯宇;超临界碳氢燃料流动裂解耦合特性的数值研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

6 郭攀;冲击荷载作用下多场耦合问题数值模拟方法[D];大连理工大学;2014年

7 孙健;高超声速飞行器前缘疏导式热防护结构的工作机理研究[D];国防科学技术大学;2013年

8 程兴华;高超声速飞行器防热壁板气动热弹性耦合建模与分析[D];国防科学技术大学;2012年

9 李宗哲;非结构网格的并行多重网格算法研究[D];国防科学技术大学;2012年

10 杨小亮;飞行器多自由度耦合摇滚运动数值模拟研究[D];国防科学技术大学;2012年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 苗文博;程晓丽;艾邦成;;来流条件对热流组分扩散项影响效应分析[J];空气动力学学报;2011年04期

2 程晓丽;艾邦成;王强;;基于分子平均自由程的热流计算壁面网格准则[J];力学学报;2010年06期

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 李晓宇;高超声速飞行器一体化布局气动外形设计[D];国防科学技术大学;2007年

2 李海燕;高超声速高温气体流场的数值模拟[D];中国空气动力研究与发展中心;2007年

3 贺旭照;高超声速飞行器气动力气动热数值模拟和超声速流动的区域推进求解[D];中国空气动力研究与发展中心;2007年

4 王兰;超燃冲压发动机整机非结构网格并行数值模拟研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2007年

5 朱君;流体力学数值方法及并行策略研究[D];南京航空航天大学;2006年

6 王学德;高超声速稀薄气流非结构网格DSMC及并行算法研究[D];南京航空航天大学;2006年

7 柳军;热化学非平衡流及其辐射现象的实验和数值计算研究[D];国防科学技术大学;2004年

8 郑忠华;双模态冲压发动机燃烧室流场的大规模并行计算及试验验证[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年

9 侯中喜;超声速复杂流场并行数值分析及高阶格式研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张志成,陈伟芳,石于中;超声速、高超声速球锥组合体表面压强估算方法及其应用[J];国防科技大学学报;2001年04期

2 王宗;高超声速技术[J];军民两用技术与产品;2002年09期

3 康文;;美国高超声速研制计划新进展[J];国际航空;2007年05期

4 陈湘玲;朱爱平;;意大利和澳大利亚合作开展高超声速技术研究[J];飞航导弹;2009年10期

5 康开华;才满瑞;伍赣湘;童雄辉;;美国高超声速技术飞行器[J];航天制造技术;2010年01期

6 丛敏;魏国福;;俄罗斯继续研制高超声速推进系统[J];飞航导弹;2010年02期

7 王自勇;牛文;李文杰;;2012年美国高超声速项目进展及趋势分析[J];战术导弹技术;2013年01期

8 王一琳;杨博;魏国福;周军;;美国高超声速技术组织管理体系研究[J];飞航导弹;2013年04期

9 丛敏;美国的高超声速导弹计划[J];飞航导弹;1999年08期

10 李俊;杨水锋;陈文兵;;涡轮基组合动力水平起降高超声速战略打击模式探讨[J];燃气涡轮试验与研究;2013年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李素循;;前言[A];高超声速前沿问题研讨班[C];2002年

2 唐志共;;高超声速技术发展对地面试验的要求和现状分析[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

3 叶友达;王振亚;卢笙;张涵信;张来平;;高超声速吸气式飞行器数值模拟研究[A];第四届《海峡两岸计算流体力学学术研讨会》论文集[C];2003年

4 朱辉玉;杨弼杰;孙泉华;樊菁;;飞行高度对高超声速模型飞行器气动性能影响的计算分析[A];第四届高超声速科技学术会议会议日程及摘要集[C];2011年

5 姜宗林;韩桂来;俞鸿儒;;吸气式高超声速推进技术研究的进展、问题与思考[A];第十三届全国激波与激波管学术会议论文集[C];2008年

6 王军旗;李素循;孙茂;;高超声速层流干扰流场数值模拟[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（上）[C];2005年

7 周勇为;易仕和;陈植;陆小革;葛勇;朱杨柱;;高超声速静风洞设计和调试[A];第十三届全国实验力学学术会议论文摘要集[C];2012年

8 樊菁;;高超声速流动研究进展[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

9 刘伟雄;白菡尘;;高超声速研究对地面设备能力的需求[A];高超声速前沿问题研讨班[C];2002年

10 樊菁;;高超声速高温气体效应判据[A];第二届高超声速科技学术会议会议日程及摘要集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 赵彦;研究高超声速技术[N];中国航天报;2002年

2 李大光;高超声速技术让武器快如闪电[N];中国国防报;2011年

3 温坤;欧美高超声速运输机研究进展[N];中国航空报;2011年

4 中国航天科工集团公司三院310所研究员 李文杰　助理工程师 牛文;从“快速全球打击”看美国高超技术发展[N];中国航天报;2012年

5 丹丹;高超声速点燃美军激情[N];中国航空报;2011年

6 空军装备研究院 王治 牛文博 马光军;高超声速试验缘何屡遭失败[N];科技日报;2012年

7 ;高超声速 美国之外的三股势力[N];中国航空报;2013年

8 黄志澄;高超声速技术方兴未艾[N];大众科技报;2006年

9 谢文娇;美国防部发射高超声速试验飞行器[N];中国航空报;2010年

10 晓丽;美国研制新型高超声速无人机武器系统[N];中国航空报;2003年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 彭钧;高超声速巡航飞行器乘波布局设计研究[D];南京航空航天大学;2007年

2 潘勇;高超声速流场磁场干扰效应数值模拟方法研究[D];南京航空航天大学;2007年

3 范培蕾;多目标优化方法及其在高超声速试飞器系统中的应用研究[D];国防科学技术大学;2009年

4 李海燕;高超声速高温气体流场的数值模拟[D];中国空气动力研究与发展中心;2007年

5 张向洪;高超声速流场电磁干扰数值模拟研究[D];南京航空航天大学;2013年

6 陈小庆;高超声速滑翔飞行器机动技术研究[D];国防科学技术大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 程子平;高超声速滑翔飞行器俯冲段制导方法研究[D];国防科学技术大学;2013年

2 陆小革;基于LabWindows/CVI的高超声速静风洞测控系统的设计与应用[D];国防科学技术大学;2013年

3 杨武;高超声速壁板流固热耦合建模与分析[D];南京航空航天大学;2015年

4 徐飞;高超声速翼面的流固热多场耦合分析[D];南京航空航天大学;2015年

5 高建力;高超声速飞行器气动特性估算与分析[D];西北工业大学;2007年

6 李晓宇;高超声速乘波构形初步设计与分析[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年

7 陈金球;高超声速巡航飞行器弹道优化[D];西北工业大学;2007年

8 江志国;高超声速巡航飞行器雷达散射及操稳特性研究[D];西北工业大学;2007年

9 卢晓杨;高超声速流场与结构温度场耦合计算研究[D];南京航空航天大学;2009年

10 谢志义;高超声速飞行器气动特性优化方法研究[D];西北工业大学;2006年

，

本文编号：613986