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高超音速流动的数值模拟

高超音速流动的数值模拟

高温高超音速流动中的边界层排移和前缘纯度效应

第十二届全国计算流体力学会议

作者：李启兵符松清华大学工程力学系清华大学工程力学系

本文将简化的气-动BGK格式结合滑移边界条件应用到轴对称高超音速流动的数值模拟。数值结果给出的流场结构、壁面压力及热流分布等与实验及其他数值结果相符合,反映了BGK格式对高超音速流动良好的模拟能力,揭示了其广阔的应用前景。

关键词： BGK格式高超音速流动滑移条件

来源： cnki会议评论

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力学季刊 1966年第3期 63-76页

作者：郑显基 J.GordonHall T.C.Golian A.Hertzberg 高流北

绕经细长体或薄体的高超音速流动的两个重要特点是边界层的排移效应和前缘钝度对下游的重大影响.本文对此问题给出了新的理论和实验结果.研究这两个效应的相互作用是将基本的激波层概念加以推广而来进行理论上的处理的.在外部非粘性流动... 详细信息

绕经细长体或薄体的高超音速流动的两个重要特点是边界层的排移效应和前缘钝度对下游的重大影响.本文对此问题给出了新的理论和实验结果.研究这两个效应的相互作用是将基本的激波层概念加以推广而来进行理论上的处理的.在外部非粘性流动中,引进一个包含脱体激波层和熵层的模型以估计钝度影响.在边界层中,求出一个符合局部平板相似的近似解.在弓形激波很强和此热比接近于1的假设下,发展了对于任意薄体的理论.对于平板后身,本理论在一种极限情况得到与爆炸波理论一致的

关键词：高超音速流动可压缩流动方程流体层激波层边界层

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绕经钝体身部的高超音速流动

力学学报 1980年第4期 409-412页

作者：吴江航北京大学

文献[1],[2],[3],[4]等分析绕经钝头细长体高超音速流动,将后身流场分为熵层和外层(在本文中称作激波层),给出了有如下列形式的熵层厚度和压力分布的近似关系式,即压力面积公式:

关键词：高超音速流动流场可压缩流动激波层流体层球头钝体

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渐近高超音速流动的实验研究

力学季刊 1965年第1期 98-101页

作者： N.C.Freeman 汪玉亮

在实验上研究了绕轴对称幂次律体（y∝χm;m=0,1/10,1/4,1/3,1/2,3/4和1）的高超音速流动,并且作出了激波形状对物体形状的依从关系的详细分折。结果指出,在所考虑的范围内,激波形状指数与物体形状指数间有一个连续关系。

关键词：激波相似解爆炸波高超音速流动可压缩流动物体形状

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钝锥高超音速绕流脉冲扰动研究

哈尔滨工程大学学报 2013年第3期34卷 298-305页

作者：王振清唐小军孟祥男吕红庆哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了探究来流脉冲扰动波对高超音速流动的干扰,采用7阶迎风WENO格式对无粘通量项离散和6阶中心差分格式对粘性项离散,并使用3阶总变差减少龙格-库塔法进行时间推进求解N-S方程.基于6马赫绕钝锥自由来流,在稳定流场来流外边界加入一个脉... 详细信息

为了探究来流脉冲扰动波对高超音速流动的干扰,采用7阶迎风WENO格式对无粘通量项离散和6阶中心差分格式对粘性项离散,并使用3阶总变差减少龙格-库塔法进行时间推进求解N-S方程.基于6马赫绕钝锥自由来流,在稳定流场来流外边界加入一个脉冲扰动波,直接数值模拟了脉冲扰动的演变发展过程,并基于ABAQUS有限元软件模拟了钝锥体的瞬态压力响应,分析了对气动热力学特性及钝锥力学特性的影响.结果显示,数值方法精确捕捉到了脉冲扰动的演变发展,在脉冲波作用下,弓形激波出现变形,来流扰动波参数被放大数倍甚至数十倍,近壁面区域产生了涡;流场气动热力学特性和结构压力响应显著地受到脉冲波扰动影响,钝锥头部区域表面的热力学特性变化趋势显著地异于非头部区域,且前者变化较后者显著,后者沿驻点线大致呈线性增长趋势.

关键词：脉冲扰动高超音速流动钝锥高阶精度直接数值模拟

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高超音速后掠激波与边界层干扰流场特性

航空学报 1993年第9期14卷 A449-A454页

作者：王世芬王宇刘鹏中国科学院力学研究所北京100080

应用表面油流和液晶温度显示，表面热流率的压力测量四种测试技术，在Ｍａ∞＝７．８、单位长度雷诺数Ｒｅ∞＝３．５×１０＾７／ｍ条件下，研究了３０°迎角尖前缘翼面诱导激波和湍流边界层干扰流场特性，结果表明，表面流动是准锥型... 详细信息

应用表面油流和液晶温度显示，表面热流率的压力测量四种测试技术，在Ｍａ∞＝７．８、单位长度雷诺数Ｒｅ∞＝３．５×１０＾７／ｍ条件下，研究了３０°迎角尖前缘翼面诱导激波和湍流边界层干扰流场特性，结果表明，表面流动是准锥型；在强相互作用下，流动发生了二次分离和再附，导致表面油流线的流向角、温度、热流率和压力分布均出现明显的凹坑。

关键词：激波边界层干扰高超音速流动

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数值模拟高超音速化学非平衡流的隐式格式

北京航空航天大学学报 1998年第6期24卷 625-632页

作者：吴颂平陆烨郑波北京航空航天大学

针对高超音速化学非平衡流提出了两种隐式格式．一种是近似因子分解算法对角化形式在隐式ＴＶＤ（全变差递减）格式上的推广，另一种可视为隐式ＴＶＤ格式的ＬＵ分解形式．数值试验表明，本文给出的算法保持了ＴＶＤ格式的高分辨率特性... 详细信息

针对高超音速化学非平衡流提出了两种隐式格式．一种是近似因子分解算法对角化形式在隐式ＴＶＤ（全变差递减）格式上的推广，另一种可视为隐式ＴＶＤ格式的ＬＵ分解形式．数值试验表明，本文给出的算法保持了ＴＶＤ格式的高分辨率特性，同时计算量大大减少。

关键词：高超音速流动数值模拟 TVD格式化学非平衡流

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高超音速飞行器及其关键技术简论

力学进展 2007年第4期37卷 537-550页

作者：杨亚政李松年杨嘉陵北京航空航天大学

简要评述了高超音速飞行器及其关键技术,包括:高超音速飞行的定义、高超音速流动的特征、高超飞行覆盖范围、高超飞行器蒙皮温度、以及高超飞行设计特点;高超飞行器的背景;高超飞行器研制的发展简史,及经验与思考;吸气式高超飞行器典型... 详细信息

简要评述了高超音速飞行器及其关键技术,包括:高超音速飞行的定义、高超音速流动的特征、高超飞行覆盖范围、高超飞行器蒙皮温度、以及高超飞行设计特点;高超飞行器的背景;高超飞行器研制的发展简史,及经验与思考;吸气式高超飞行器典型设计过程、发展战略、技术规划、和关键技术领域.

关键词：高超音速流动吸气式高超飞行器涡轮发动机冲压喷气发动机涡轮基组合循环火箭基组合循环热防护系统

钝锥高超音速绕流来流脉冲波扰动模拟及影响研究

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固体力学学报 2013年第S1期34卷 49-57页

作者：唐小军王振清孟祥男吕红庆郭建明哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

论文采用高阶精度有限差分方法直接数值模拟(DNS)钝锥高超音速绕流中来流脉冲波扰动非定常流场,以快声波脉冲为例,分析了脉冲扰动波与弓形激波和边界层之间的相互干扰及扰动在高超音速流场中的发展、演变和耗散过程,研究了快声脉冲波幅... 详细信息

论文采用高阶精度有限差分方法直接数值模拟(DNS)钝锥高超音速绕流中来流脉冲波扰动非定常流场,以快声波脉冲为例,分析了脉冲扰动波与弓形激波和边界层之间的相互干扰及扰动在高超音速流场中的发展、演变和耗散过程,研究了快声脉冲波幅值变化对流场气动热力学特性等的影响.结果表明,流场气动热力学特性显著地受到快声波脉冲影响,流场密度在脉冲与弓形激波干扰区域显著增大,而法向速度则在脉冲与壁面边界层干扰区域变化尤为显著,并在壁面附近产生了法向速度涡,扰动幅值越大,涡的强度越大,但其影响区域变小.弓形激波在来流脉冲作用下出现变形并向内侧弯曲,来流扰动幅值越大,弓形激波变形越大,流场参数受影响也越大,但幅值变化对流场参数变化趋势影响很小.

关键词：高阶精度高超音速流动快声波脉冲扰动钝锥