稀薄流区高超声速飞行器表面缝隙流动结构及气动热环境的分子模拟

发布时间：2021-02-08 08:49

　　针对高空稀薄流区的高超声速飞行器表面缝隙或缺陷结构导致的局部气动加热问题,采用直接模拟Monte Carlo（DSMC）方法研究了70、75、80km和90km等4个飞行高度下稀薄流区高超声速缝隙流动问题,考虑稀薄气体效应和三维效应对缝隙内部流场结构和热流的影响。结果表明:上述飞行高度下,外部流动的分离和再附在缝隙内部形成一个充满腔体的单涡结构;稀薄气体效应对缝隙内部流动结构和壁面热流影响明显,随着高度的增加,主涡涡心上移,其形状逐渐变得"扁长",右上角逐渐变尖,热流越来越集中分布于缝隙下游侧面的顶部区域;三维缝隙效应阻碍来流气体分子进入缝隙,导致主涡涡心上移,二维缝隙假设会高估缝隙表面的热流。 

【文章来源】：航空动力学报. 2019,34(01)北大核心

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
1 计算方法及验证算例
    1.1 DSMC方法简介
    1.2 方法验证:稀薄流区超声速平板绕流
2 稀薄气体效应和三维效应
    2.1 算例描述
    2.2 网格、时间步长无关性
    2.3 流场结构
    2.4 缝隙表面热流分布
3 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]尖化前缘的稀薄气体化学非平衡流动和气动加热相似律研究[J]. 王智慧,鲍麟,童秉纲.  气体物理. 2016(01)
[2]来流参数对防热瓦横缝旋涡结构及热环境的影响[J]. 邱波,国义军,张昊元,曾磊,石友安,桂业伟.  航空学报. 2016(03)
[3]高超声速飞行器表面横缝旋涡结构及气动热环境数值模拟[J]. 邱波,张昊元,国义军,曾磊,石友安,桂业伟.  航空学报. 2015(11)
[4]空间飞行器在火星再入环境下的气动力特性[J]. 程晓丽,李俊红,王强.  宇航学报. 2010(04)
[5]高超声速飞行器-进气道一体化热流数值计算[J]. 丁海河,王发民.  航空动力学报. 2007(08)
[6]狭窄缝隙内的热流分布实验研究[J]. 唐贵明.  流体力学实验与测量. 2000(04)
[7]缝隙流动分析及其热环境的工程计算[J]. 唐功跃,吴国庭,姜贵庆.  中国空间科学技术. 1996(06)



本文编号：3023666