基于直角网格伴随自适应的声爆预测

作     者：朱震浩 肖天航 徐雅楠 邓双厚 张珍铭 余雄庆 ZHU Zhenhao;XIAO Tianhang;XU Yanan;DENG Shuanghou;ZHANG Zhenming;YU Xiongqing

作者机构：南京航空航天大学航空学院南京210016 上海机电工程研究所上海201109 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2023年第49卷第9期

页      面：2432-2441页

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 082501[工学-飞行器设计] 070206[理学-声学] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(11672133) 陕西省自然科学基础研究计划(2021JQ-078) 航空科学基金(F2021110) 航天进入减速与着陆技术实验室开放基金(EDL19092111) 

主　　题：超声速民机 声爆预测 伴随 误差估计 网格自适应 直角网格 

摘      要：声爆预测是超声速民机设计关键技术之一,近场过压信号的精确计算是声爆预测的基础和重要环节。针对超声速民机声爆预测问题,发展了基于直角网格伴随自适应的超声速近场求解方法。运用有限体积法求解流体控制方程,以指定近场位置过压值平方的积分作为目标函数,通过求解离散伴随方程获得目标函数对流场残差的敏感度,评估和修正目标函数全局误差,并驱动网格自适应加密,通过局部加密逐渐减小各个网格单元的剩余误差,提高目标函数的计算精度。选取69°后掠三角翼翼身组合体和美国国家航空航天局(NASA)的C25D超声速民机模型进行算例验证并与试验数据对比,结果表明:与流场特征自适应网格方法相比,所提方法能够以更少的网格量,更精确地捕捉流场中的激波和膨胀波,得到更精确的近场过压信号分布,是一种可用于声爆预测的高精度、高效率的超声速近场求解方法。