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

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

论文摘要

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。

论文目录

  • 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
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 靳旭红,黄飞,程晓丽,王强

    关键词: 稀薄气体,表面缝隙,方腔,高超声速,三维效应,直接模拟

    来源: 航空动力学报 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

    专业: 力学,航空航天科学与工程

    单位: 中国航天科技集团有限公司中国航天空气动力技术研究院,清华大学航天航空学院

    基金: 国家自然科学基金(11402255)

    分类号: V211;V411

    DOI: 10.13224/j.cnki.jasp.2019.01.023

    页码: 201-209

    总页数: 9

    文件大小: 482K

    下载量: 235

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