發(fā)布時間：2020-10-13 11:12

　　 臨近空間減速器作為一類具有重要應用價值的飛行器模型,在太空計劃及促進臨近空間高動態(tài)飛行器研究中具有重要的戰(zhàn)略意義和實用價值。然而,由于臨近空間復雜的環(huán)境構成,大范圍、跨流域的流場參數(shù),導致對于該環(huán)境下的流場研究,氣動特性研究十分欠缺。已有的研究多是基于傳統(tǒng)的N-S方法,而N-S方法在該環(huán)境下會發(fā)生連續(xù)假設失效的問題,這直接導致了其數(shù)值模擬結果的不可靠性。同時,我們發(fā)現(xiàn),在實驗模擬方面,對于再入減速器,難以模擬其在真實再入過程中高到數(shù)十馬赫的高速流場結構。因此,在本文的研究中,我們著重進行了基于DSMC的再入減速器氣動特性分析。首先為了驗證我們所采用研究方法的可靠性,本文在第二章對于一些經(jīng)典的帶有實驗結果,數(shù)值結果以及理論值的模型,通過四個具有代表性的算例,對比驗證了程序的可靠性。緊接著,為了對再入減速器問題有一個透徹的認識,我們采用循序漸進,由簡入繁的方式在第三章中,對于二維典型模型進行了稀薄效應的影響探究,得到了量化的結論,填補了該領域的空白。最后,我們通過對再入模型的分析,選擇了廣泛應用的實驗模型進行模擬,得到了針對臨近空間再入減速器的一系列流場參數(shù)變化規(guī)律。
【學位單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：V211
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究模型選取及數(shù)值方法確定
        1.1.2 高超聲速減速器的研究現(xiàn)狀
        1.1.3 稀薄氣體效應的研究現(xiàn)狀
    1.2 本文研究的主要邏輯
        1.2.1 研究思路與研究方案
        1.2.2 主要創(chuàng)新點
    1.3 本文的主要內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 DSMC方法和算例驗證
    2.1 DSMC方法介紹
    2.2 DSMC一般算例驗證
        2.2.1 平板
        2.2.2 圓柱
        2.2.3 尖劈
        2.2.4 雙橢球模型
    2.3 本章小結
第三章 稀薄氣體效應對高超聲速典型流動結構的影響規(guī)律研究
    3.1 平板
        3.1.1 流場結構
        3.1.2 邊界層厚度
        3.1.3 壁面壓力系數(shù)
        3.1.4 平板結論總結
    3.2 平板擾流
        3.2.1 流場結構
        3.2.2 激波脫體距離
        3.2.3 回流區(qū)大小
        3.2.4 壁面壓力系數(shù)
        3.2.5 平板擾流結論總結
第四章 稀薄氣體效應對再入減速器的氣動特性分析
    4.1 再入器模型選擇及參數(shù)詳述
        4.1.1 影響外形參數(shù)的因素
        4.1.2 本文再入的減速器模型選擇
    4.2 不同稀薄程度及攻角對阻力系數(shù)的影響
    4.3 不同稀薄程度及攻角對壁面壓力系數(shù)的影響
    4.4 不同稀薄程度及攻角對力矩系數(shù)的影響
    4.5 不同稀薄及攻角對溫度場及熱流系數(shù)的影響
    4.6 本章小結
第五章 總結和展望
    5.1 主要工作與創(chuàng)新點
    5.2 后續(xù)研究工作
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間已錄用的論文

【參考文獻】

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本文編號：2839091