復雜外形高速彈箭氣動熱計算技術.pdf

1、本文對復雜外形高速彈箭的氣動熱計算技術進行了研究，采用邊界層外無粘流數值計算與邊界層內工程算法相結合的方法，計算復雜外形高速彈箭表面熱流密度分布。計算結果可為復雜外形高速彈箭氣動熱方案選型和彈箭表面防熱設計提供技術支持。
　　對于復雜外形彈箭氣動熱計算技術，工程算法和數值計算方法各有優(yōu)勢。工程計算僅適用于求解簡單外形的氣動加熱情況，數值方法通過求解Navier-Stokes方程，能夠處理復雜外形的氣動加熱問題，但是計算效率低。本文

2、研究耦合計算方法將數值方法和工程方法的優(yōu)點結合起來，適用于復雜外形彈箭氣動熱的計算，并且計算效率高、計算結果精確。首先，我們生成了復雜外形彈箭外流場的高精度結構化網格，采用二階AUSM格式的有限體積方法對Euler控制方程進行空間離散，采用龍格-庫塔格式進行時間離散，通過數值計算求解邊界層外緣氣流參數。然后編寫接口程序，將邊界層外緣計算結果作為輸入參數代入氣動熱工程計算方法中，利用計算所得的邊界層外緣參數尋找駐點位置，將彈箭外形的計算區(qū)

3、域分為駐點區(qū)域和非駐點區(qū)域兩個部分。駐點區(qū)域采用Fay-Riddell駐點熱流密度公式，非駐點區(qū)域根據局部相似性原理，采用參考焓修正下的層流平板熱流密度公式求解熱流密度分布。
　　為了驗證無粘流數值計算與工程算法相結合的方法在高速氣動熱計算方面的有效性，以及本文程序的可靠性，本文對鈍錐和鈍雙錐兩個簡單外形進行計算研究，通過與實驗數據的對比發(fā)現，本文的計算結果與實驗結果吻合良好，證明了本文所采用的方法在保證計算效率的前提下，具有良好