發(fā)布時(shí)間：2021-08-26 05:00

　　火星探測(cè)是目前各國(guó)廣泛關(guān)注的外星探測(cè)之一,火星探測(cè)器在高速飛行狀態(tài)下其周圍高溫氣體對(duì)壁面具有強(qiáng)烈的輻射加熱作用,數(shù)值研究不同飛行條件下的輻射加熱效應(yīng),探究壁面輻射熱流分布規(guī)律對(duì)下一代火星探測(cè)器的設(shè)計(jì)具有重要意義。本文首先對(duì)火星載入飛行器火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室MSL（Mars Science Laboratory）的地面試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠?無(wú)攻角飛行流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,并與T5風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,之后探究MSL的真實(shí)飛行條件,在此基礎(chǔ)上數(shù)值分析兩組不同高度飛行條件下熱化學(xué)平衡和非平衡對(duì)熱動(dòng)力學(xué)特征的影響,包括研究單溫度和雙溫度模型下流場(chǎng)溫度、壓力分布、滯止線上溫度、壓力、馬赫數(shù)以及各反應(yīng)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布情況,此外研究了Park的10組分16化學(xué)反應(yīng)模型和8組分8化學(xué)反應(yīng)模型對(duì)流場(chǎng)模擬結(jié)果的影響。由于火星探測(cè)器飛行中頭部激波層氣體溫度高達(dá)數(shù)千開爾文,在這樣的溫度條件下,激波層氣體對(duì)于飛行器壁面的輻射加熱有著很大的貢獻(xiàn),而研究氣體的輻射加熱,首先需要獲取氣體的輻射特性參數(shù),目前計(jì)算氣體的輻射特性參數(shù)的LBL方法因極為耗時(shí),在工程應(yīng)用上幾乎得不到推廣,為了減少計(jì)算時(shí)間成本,本文基于高分辨率光譜數(shù)據(jù)庫(kù)HI... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

譜線形狀示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 CO2分別用 HITEMP-2010 以及 CDSD-4000 建立兩個(gè)不同波數(shù)吸收系數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，CO 用 HITEMP-2010 建立一個(gè)窄帶 K 分布吸帶寬度是 25cm-1，并且對(duì)于任意一個(gè)溫度和摩爾分?jǐn)?shù)條件下，個(gè)吸收系數(shù)值。的影響后面通過(guò)加入修正因子來(lái)解決，這里首先驗(yàn)證 LBL 程序SD-4000 建立的新吸收系數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)與文獻(xiàn)[42]進(jìn)行對(duì)比，選取 4000K，CO2的摩爾分?jǐn)?shù) 100%。結(jié)果如下圖 3-5 和 3-6 所示。

圖 3-5 4000K 溫度條件下 CO2的吸收系數(shù)隨波數(shù)變化關(guān)系圖結(jié)果可知，本文使用的 LBL 程序具有很好的準(zhǔn)確性，在cm-1那一塊吸收系數(shù)出現(xiàn)了明顯的波動(dòng)，這是因?yàn)樵紨?shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)相對(duì)較少，對(duì)于吸收系數(shù)按波數(shù)取平均之后會(huì)與原偏離，此外還可以看出，直接采用吸收系數(shù)按波數(shù) 0.02cm-1

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]利用HITEMP2010的Malkmus窄譜帶模型參數(shù)庫(kù)構(gòu)建研究[J]. 陳世國(guó),陳立海,莫冬臘,史徑丞,梅飛.  紅外與激光工程. 2015(08)
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博士論文
[1]基于全光譜k分布模型的輻射換熱計(jì)算方法[D]. 王超俊.北京交通大學(xué) 2016

碩士論文
[1]地球再入/外行星進(jìn)入飛行器氣動(dòng)熱環(huán)境數(shù)值模擬研究[D]. 張敏.山東大學(xué) 2017
[2]火星進(jìn)入艙氣動(dòng)熱的催化效應(yīng)及非平衡效應(yīng)[D]. 曹云鵬.北京交通大學(xué) 2017
[3]高超聲速飛行器高溫流場(chǎng)的非平衡光譜輻射特性研究[D]. 秦智.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]火星進(jìn)入艙氣動(dòng)熱的數(shù)值模擬[D]. 許菁.北京交通大學(xué) 2016
[5]火星探測(cè)器氣動(dòng)力熱和傳熱特性研究[D]. 楊肖峰.中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心 2013
[6]基于K分布模型的吸收散射性介質(zhì)輻射換熱計(jì)算方法[D]. 呂哲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[7]碳?xì)淙剂蠚廨椛湮镄詫?shí)驗(yàn)方案及燃?xì)廨椛涮匦匝芯縖D]. 劉洪芝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



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