高超聲速氣動加熱數(shù)值模擬.pdf

1、該文研究是針對航天工業(yè)總公司的預(yù)研課題要求展開的,目的就是要研究發(fā)展能準確預(yù)測高超聲速航天飛行器繞流流場和氣動加熱問題的完整的數(shù)值模擬方法,以及開發(fā)完整的設(shè)計計算軟件,為飛行器設(shè)計提供準確的流場特性、熱環(huán)境特性和選材設(shè)計的溫度場特性.在該文的氣動加熱流場數(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,為了模擬高溫真實氣體效應(yīng)下的流動,考慮了高溫空氣的5組份和17個化學反應(yīng);為了精確地捕捉激波,數(shù)值求解格式采用高精度迎風格

2、式TVD,并配合有限體積法,自動而清晰地捕獲激波并避免出現(xiàn)解的振蕩;為了準確模擬混合氣體的粘性流動,采用了Wilke模型來計算粘性系數(shù)和導熱系數(shù);為了求得準確的氣動熱參數(shù),考慮了固壁上的滑移和催化條件.計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生成,在保證光順的同時用Sorenson方法使其正交化,以最大程度的減少網(wǎng)格對計算結(jié)果造成的影響.為校驗該文發(fā)展的高超聲速流動流場與氣動加熱計算方法,研究中對多個高度與馬赫數(shù)的飛行