电离对高超声速热化学非平衡气动热环境的影响

作     者：杨建龙 刘猛 YANG Jianlong;LIU Meng

作者机构：北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083 

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

年 卷 期：2018年第44卷第11期

页      面：2364-2372页

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 082501[工学-飞行器设计] 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] 

主　　题：高超声速 电离 热化学非平衡 气动热环境 催化壁面 

摘      要：高超声速飞行,激波后高温气体会发生电离,飞行器气动热环境复杂。5组元(N_2,O_2,NO,O,N)、7组元(N_2,O_2,NO,O,N,NO+,e-)和11组元(N_2,O_2,NO,O,N,N+2,O+2,NO+,O+,N+,e-)热化学反应采用Gupta化学反应模型,分别数值研究电离作用对高超声速热化学非平衡气动热环境影响。本文分析了不同催化壁面条件下,高超声速热化学非平衡电离流场气动热环境特性。电离作用对激波离体距离和气动力载荷的影响很小。5组元热化学非平衡不考虑电离作用,流场温度和壁面热流密度偏大。11组元热化学平衡强电离流场温度最低; 7组元热化学非平衡弱电离流场NO+和e-生成量过低; 11组元热化学反应能对热化学非平衡电离流场气动力和热流密度载荷可靠预测。壁面催化作用会增大壁面热流密度,但它对高超声速热化学非平衡电离流场温度和气动力载荷的影响很小。