气体动理学格式及其在再入问题中的应用

作     者：李诗一 张潮 谭爽 李启兵 符松 LI Shiyi;ZHANG Chao;TAN Shuang;LI Qibing;FU Song

作者机构：清华大学航天航空学院北京100084 

出 版 物：《空气动力学学报》 (Acta Aerodynamica Sinica)

年 卷 期：2018年第36卷第5期

页      面：885-890页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080103[工学-流体力学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(2014CB744100) 国家自然科学基金(11172154 91330203) NSFC-广东联合基金(第二期)超级计算机科学应用研究专项资助项目 

主　　题：气体动理学格式 再入 湍流模拟 高精度格式 稀薄流动 

摘      要：介绍了气体动理学格式GKS在飞行器高超声速再入过程涉及的跨流域稀薄及湍流等复杂流动问题中的拓展和应用。GKS利用BGK方程的通解来计算单元界面上的通量,耦合了分子的自由运动和相互碰撞,内涵多尺度特性。本文发展了耦合多种湍流模式的拓展GKS,能对典型高超声速湍流进行有效模拟。基于通量重构CPR框架发展了非结构网格上的高精度格式CPR-GKS,在可压缩黏性流动中可以同时保持高精度和良好的激波捕捉能力。为模拟航天器再入过程中的跨流域稀薄流动,发展了适合大规模并行计算的高效UGKS,并在再入问题中得到了很好的应用。研究揭示了GKS在再入问题模拟中的优异性能及其广阔的应用前景。