高速目標(biāo)非平衡繞流模擬及等離子體流場分布研究.pdf

1、熱化學(xué)非平衡繞流流動及等離子體中電波傳播的研究是空氣動力學(xué)、氣動熱物理以及通訊“黑障”現(xiàn)象研究的重要內(nèi)容，在高超聲速飛行器熱防護、飛行器外形設(shè)計、目標(biāo)探測與識別及雷達通信方面有重要應(yīng)用價值。
　　本文在國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，對飛行器高超聲速繞流流場及等離子體鞘套的特性進行數(shù)值模擬研究和分析，論文大體可分為兩個方面：一方面、基于CFD-FASTRAN軟件對高超聲速飛行器的繞流流場進行數(shù)值模擬研究，驗證軟件的可行性并且考察不同目標(biāo)模型的

2、非平衡繞流流場特性，且模擬得到不同飛行條件下繞流場數(shù)據(jù)；另一方面、本文對飛行過程中目標(biāo)體周圍所形成的等離子體鞘套進行分析，然后根據(jù)合理的公式來分析等離子體鞘套特性，考察目標(biāo)的雷達散射截面特性，為相關(guān)工程應(yīng)用提供理論依據(jù)。論文的主要工作包括以下兩方面：
　　(1)高超聲速飛行器非平衡繞流場FASTRAN模擬
　　以FASTRAN軟件為基礎(chǔ)，利用有限速率化學(xué)反應(yīng)模型，分別對鈍錐實驗?zāi)Ｐ?、錐型飛行器三維模型的非平衡流場和氣動物理靶

3、圓球流場進行系統(tǒng)的數(shù)值模擬和分析研究，考察有限速率化學(xué)反應(yīng)模型、邊界條件等因素對繞流場非平衡特性計算結(jié)果的影響。
　　(2)目標(biāo)飛行器流場中的等離子體特性分布分析
　　利用計算所得的目標(biāo)周圍的流場數(shù)據(jù)，計算出等離子體參數(shù)——等離子體頻率和等離子體碰撞頻率的分布狀況，給出了兩種重要參數(shù)的分布云圖。分析了不同的計算公式之間的差異，采取了較為符合特殊環(huán)境的公式。根據(jù)所得數(shù)據(jù)，分析圓球目標(biāo)的雷達目標(biāo)特性，對比了目標(biāo)在有無等離子體鞘套