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面向高超飞行器高温平衡的自适应耦合数值模拟方法
本发明公开了一种面向高超飞行器高温平衡的自适应耦合数值模拟方法,属于数值模拟计算领域,该方法以高温平衡动数值模拟的传统耦合方法为基础,在控制方程迭代过程中,通过近似判据,实现气体各组分化学反应、热力学激发过程与...
丁明松江涛陈坚强李鹏梅杰高铁锁董维中刘庆宗刘婉傅杨奥骁
面向高超飞行器高温平衡的自适应耦合数值模拟方法
本发明公开了一种面向高超飞行器高温平衡的自适应耦合数值模拟方法,属于数值模拟计算领域,该方法以高温平衡动数值模拟的传统耦合方法为基础,在控制方程迭代过程中,通过近似判据,实现气体各组分化学反应、热力学激发过程与...
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滑移区化学平衡中气动热环境的数值模拟
2023年
针对滑移区化学平衡中的气动热环境预测问题,采用多组分化学平衡纳维-斯托克斯(N-S)方程对轨道验证飞行器(OREX)进行数值模拟,对比了有限催化和催化、滑移和无滑移壁面条件下的气动加热,研究了壁面催化和滑移效应对气动热的影响规律,并分析了影响气动热的主要机制。结果表明:壁面催化和滑移效应均会影响场物理量分布,高度为92.82 km时对激波脱体距离的影响较为明显;随着高度减小,有限催化与催化壁面间的热偏差增大,而滑移与无滑移壁面间的热偏差减小;高度低于92.82 km时有限催化壁面计算得到的驻点热值与飞行数据吻合较好,偏差均在11%以内;机制分析发现,催化效应对壁面附近的组分分布影响较大,滑移边界条件中的温度跳跃条件对壁面附近的温度分布影响显著。
刘重晓王江峰
关键词:高超声速化学非平衡滑移效应气动热环境
平衡中CN紫外光谱辐射特性测定方法、系统、设备及介质
平衡中CN紫外光谱辐射特性测定方法、系统、设备及介质,其方法为:沿确定视线方向提取高超声速飞行器绕场中温度、压强及组分浓度的分布数据;对上述数据进行分层处理;根据真实场组分,在碰撞‑辐射模型中考虑了电子反应的影响...
孙梦君白璐史慧刚李海英尚庆超
高温平衡地面试验及数值模拟
2023年
基于高温平衡动数值计算和试验验证不足的现状,发展了高温场地面试验模拟技术与场显示技术。分别在FD-21高焓激波风洞和FD-20常规激波风洞中,开展了高温平衡动地面试验,获得了半圆球空间场结构和气动加热结果。同时,针对典型高超声速飞行环境,建立了高空高超声速热化学平衡动数值模拟技术,并利用地面试验对计算方法的可靠性进行了验证,试验模型半径20 mm和60 mm的半圆球。计算结果表明:(1)风洞来参数经过数值计算对比验证,其测得的来压力和组分可以作为后续数值模拟方法的输入条件。(2)对典型半圆球模型进行了场数值模拟,并对比分析了半圆球热试验结果与计算结果。表明双温模型(热化学平衡模型-2T)计算与试验吻合良好;催化壁面条件下,总温为2700 K时,2T模型热计算结果与试验结果的相对误差为11.6%;总温为4050 K时,2T模型热计算结果与试验结果的相对误差为17.5%。(3)计算结果获得的试验纹影(圆球脱体激波距离)与吻合良好;催化壁面条件下,2T模型激波脱体距离与纹影的相对误差为-1.9%~0.86%。
李俊红苗文博苗文博程晓丽
关键词:激波风洞数值模拟
热化学平衡数值模拟双温模型设计开发被引量:1
2023年
热化学平衡数值模拟是研究高温真实气体效应对高超飞行器的气动特性、热环境影响规律的重要方法。以开发基于结构网格求解器的高温真实气体效应数值模拟功能模块为目标,发展了气体组分的能量松弛时间计算方法,在原型系统基础上提出了平衡/平衡数值模拟的数据结构扩展和双温模型功能函数族开发模式,完成真实气体效应的双温模型功能模块开发。结果表明发展的能量松弛时间计算方法正确,数据结构扩展方法、开发模式适用于热化学平衡数值模拟求解器开发,本研究形成的功能模块可为热化学平衡对飞行器气动特性影响提供评估分析。
李中武李立李振彦
降雨型大孔隙斜坡平衡与失稳特性试验研究
2022年
为揭示降雨条件下含大孔隙斜坡水分平衡运移与失稳特性,设计了室内2阶边坡模型,在坡体内布设30个人造大孔隙,分别施加2种降雨强度R=30、80 mm/h,测试坡顶、坡中、坡脚处的体积含水率θ、孔隙水压力p、土压力σ、位移u、坡面速v、坡面累计径量q等指标,应用PhotoInfor图像处理技术识别位移云图,分析了大孔隙斜坡的水力响应规律和失稳破坏过程。结果表明:降雨强度越大,坡脚、坡中、坡顶处θ开始响应的时间越接近,平衡现象越显著,坡脚处越易积水,坡顶处越易形成冲蚀沟,坡脚p二次增大、坡顶卸压时间提前;坡顶、坡脚σ随着降雨强度的增大而增大,达到峰值后缓慢减小,最终随着边坡局部垮塌而释放;u随着降雨历时的增长而缓慢增大,当边坡发生局部垮塌时达到峰值;降雨强度越大,坡顶、台阶处的u峰值越大,达到峰值的时间越早;q和v的峰值均随降雨强度的增大而增大;降雨强度较小时,大孔隙边坡主要发生浅层局部滑裂破坏,降雨强度较大时,大孔隙边坡主要发生浅层局部冲刷破坏。
李尚辉阙云詹小军
关键词:斜坡路基大孔隙非平衡流孔隙水压力边坡稳定性
平衡中OH紫外光谱辐射特性测定方法、系统及设备
本发明属于分子光谱辐射的相关计算技术领域,公开了一种平衡中OH紫外光谱辐射特性测定方法、系统及设备,运用仿真软件模拟出高速飞行器在高空飞行的气体场温度、压强及组分浓度的分布;根据场分布情况,沿确定视线方向对场进...
孙梦君白璐张天娇黄超李海英
全隐LU-SGS算法在高超声速热化学平衡刚性问题中的应用被引量:2
2022年
在高超声速热化学平衡动计算中,当地气体能量松弛时间、化学反应特征时间与动时间推进步长量级差异过大会带来严重数值刚性问题,且在高雷诺数条件下,壁面、拐角等强干扰区网格加密使得该问题加剧,导致初始最大CFL数极小,收敛速度缓慢。原始LU-SGS算法仅考虑化学反应源项和对项的隐式处理,通过推导黏性项Jacobian矩阵谱半径并采用对角近似处理,发展了热化学平衡FLU-SGS和BLU-SGS两种全隐LU-SGS算法;针对高焓二维圆柱和轴对称返回舱算例,对比改进前后三种算法的收敛特性。结果表明,FLU-SGS及BLU-SGS算法能够快速建立强黏性干扰和大分离场、解决热化学平衡复杂计算中的刚性问题,实现初始最大CFL数3至5个量级的提升,加速收敛效果明显。
蒋浩柳军王君媛黄伟杜洋
关键词:高超声速热化学非平衡收敛性
固冲发动机补燃室化学平衡数值模拟被引量:1
2021年
基于体动力学基本控制方程和基元反应动力学的基本原理,采用含镁铝成分的多组分化学反应方程,在Fluent软件平台上对某型固体火箭冲压发动机补燃室中的化学平衡进行了数值模拟,分析了补燃室的场结构,得到了H_(2)O、Mg和Al沿补燃室轴线的质量分数分布。结果表明,补燃室内压力分布较为均衡,温度分布极不均匀,动极为复杂;燃料从喷嘴喷入后,随着反应的进行,Al、Mg逐渐消耗,其质量分数逐渐减小,直至为零,而H_(2)O的含量随着反应的进行逐渐增加,整体分布趋势与采用平衡无限反应速率下的结果基本一致。
崔立堃杜明明叶伟
关键词:固体火箭冲压发动机补燃室非平衡流计算流体力学

相关作者

曾明
作品数:68被引量:337H指数:8
供职机构:国防科技大学
研究主题:数值模拟 高超声速 非平衡流 热化学非平衡 高超声速流
柳军
作品数:174被引量:182H指数:7
供职机构:国防科学技术大学
研究主题:高超声速 高超声速飞行器 乘波体 前缘 激波
瞿章华
作品数:49被引量:179H指数:7
供职机构:国防科学技术大学航天与材料工程学院
研究主题:数值模拟 高超声速 非平衡流 高超声速流 非结构动网格
刘君
作品数:250被引量:1,064H指数:16
供职机构:大连理工大学航空航天学院
研究主题:数值模拟 非结构动网格 计算流体力学 非连续变形分析 EULER方程
董维中
作品数:117被引量:240H指数:11
供职机构:中国空气动力研究与发展中心
研究主题:数值模拟 高超声速 高超声速飞行器 等离子体 气动热环境