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高超声速小钝头体再入段流场与辐射强度场数值计算

专 业: 工程热物理
关键词: 边界条件 辐射强度 粘性激波层 反向光线踪迹法 高超声速飞行器 高超声速小钝头体
分类号: V411
形 态: 共 70 页 约 45,850 个字 约 2.193 M内容
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内容摘要


该文分析了高超声速小钝头体再飞行段物理、化学过程、头身部、底部与近尾迹、远尾迹部分的流动特征,推导了相应的控制方程,结合七组元化学非平衡模型,对小钝锥体再入段零攻零攻角情况下不同飞行工况进行了计算,得到了多个工况的全目标流场计算数据。

在分析小钝头体薄壁内部传热和外围流场换热特征的基础上,将非稳态导热方程和粘性激波层控制方程结合起来,对壁面温度进行迭代求解,使以定壁面温度作为边界条件的处理方法到处了改进。

通过分析壁面初始迭代温度对计算结果的影响,验证了该处理方法的可行性。

根据粘性激波层内的辐射传输特性,推导了粘性激波层内的辐射传递方程。

利用粘性激波层流场计算所得的流场数据,应用反向光线踪迹法,计算了激波层内气体及小钝头体壁面的辐射强度……

全文目录


文摘
英文文摘
主要符号表
第1章 绪论
1.1课题背景及意义
1.2飞行器外围全目标流场计算研究的现状及分析
1.2.1计算流体力学的发展
1.2.2粘性激波层计算方法的研究及发展
1.3半透明介质内辐射换热求解方法的研究现状及发展
1.3.1区域法
1.3.2扩散近似法
1.3.3热流法
1.3.4 P-N近似法
1.3.5离散坐标法
1.3.6蒙特卡洛Monte-Carlo法
1.3.7离散传递法
1.3.8各种计算方法的比较分析
1.4本课题研究内容及方法
第2章 小钝头体全目标流场分析与模型建立
2.1流动物理模型简述
2.2流动特点分析
2.2.1头身部绕流区的主要特点
2.2.2底部和近尾迹区的主要特点
2.2.3远尾迹区的主要特点
2.3高超声速化学非平衡反应模型建立
2.3.1高超声速化学非平衡流动下的N.S方程
2.3.2元扩散方程
2.3.3非平衡化学反应模型
2.4本章小结
第3章 小钝头体头身部流场空间推进求解
3.1控制方程
3.2定解条件
3.2.1来流条件
3.2.2壁面条件
3.2.3激波关系式
3.3数学变换
3.3.1未知量的归一化处理
3.3.2坐标变换
3.4差分格式
3.5总的解法
3.6本章小结
第4章 小钝头体头身部流场计算的边界条件改进处理
4.1钝锥体表面换热分析及壁面温度的确定
4.1.1壁面温度的计算
4.1.2定壁面温度边界条件改进处理
4.1.3确定壁面温度的计算流程
4.2计算结果分析
4.2.1定壁面温度边界条件的头身部流场计算结果
4.2.2壁面温度迭代处理后头身部流场计算结果
4.3本章小结
第5章 小钝头体头身部辐射强度计算
5.1再入目标辐射特性分析
5.2辐射强度的特性
5.3 Bouguer定律
5.4 正、反光线踪迹法
5.5再入体头激波内辐射强度计算
5.5.1激波层内辐射传递方程数值解法
5.5.2计算程序编制及结果分析
5.6本章小结
第6章 尾迹流场推进求解与结果分析
6.1底部与近尾迹流动空间推进求解
6.1.1控制方程
6.1.2定解条件
6.1.3数学变换
6.1.4差分格式
6.2远尾迹流动控制方程
6.2.1控制方程
6.2.2定解条件
6.2.3数学变换
6.2.4差分格式
6.3计算结果分析
6.3.1底部与近尾迹流场部分
6.3.2远尾迹流场计算结果分析
6.4本章小结
结论
参考文献

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中图分类: > V411 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 基础理论及试验 > 空气动力学

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