發(fā)布時間：2021-11-11 08:45

　　臨近空間囊括了近連續(xù)流、滑移流和部分過渡流,是高超聲速飛行器入軌與返回的必經(jīng)區(qū)域�？臻g環(huán)境的特殊性決定高超聲速飛行器在穿過時必須考慮稀薄大氣環(huán)境對飛行器氣動力/熱的影響。同時考慮到數(shù)值模擬已廣泛應用到氣動力/熱的預測當中,而網(wǎng)格質(zhì)量是決定數(shù)值計算成敗的關鍵之一,因此為了準確預測稀薄效應下高超聲速飛行器表面的氣動力/熱,本文基于非線性耦合本構方程（NCCR）開展一系列的研究。首先本文基于當?shù)靥荻瓤伺瓟?shù),提出一種適用于NS和NCCR方程的網(wǎng)格尺度參數(shù)準則,并分析不同因素對網(wǎng)格準則適用性和一致性的影響,驗證該網(wǎng)格準則的工程適用性,并基于Kn_GLL給出適用于不同計算條件下用于確定壁面法向網(wǎng)格尺度上限的網(wǎng)格收斂判定準則。在不同來流溫度條件下,將Kn_GLL與傳統(tǒng)的基于來流參數(shù)的網(wǎng)格雷諾數(shù)準則進行比較,分析Kn_GLL相較于網(wǎng)格雷諾數(shù)的優(yōu)越性。在計算外形的迎風區(qū),NCCR方程對網(wǎng)格準則的適用性以及網(wǎng)格收斂判定準則回歸到NS方程,這與NCCR方程在近連續(xù)流退化到NS方程有著密切的聯(lián)系,證明了NCCR方程理論的正確性。在計算外形的背風區(qū),... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

流動區(qū)域劃分

某探月返回器的直接再入軌道與跳躍再入軌道[4]

浙江大學碩士學位論文緒論10基于當?shù)販囟忍荻鹊木W(wǎng)格標準，主要給出的網(wǎng)格準則為max，即網(wǎng)格上限。該方法對壁面處的熱流通量數(shù)值計算過程進行分析。壁面數(shù)值格式一般存在多種離散形式，文中選取基于虛擬網(wǎng)格技術的壁面熱流通量格式，如圖1-3，其中1T為壁面第一層網(wǎng)格格心處溫度，1T為壁面虛網(wǎng)格格心處溫度，wK為壁面處氣體熱傳導系數(shù)，Qw為壁面熱流，y為壁面第一層網(wǎng)格高度。圖1-3壁面處數(shù)值熱流通量計算示意圖網(wǎng)格準則計算公式可表示為：max2QwwwTKy=(1.6)由圖1-3，確定的max在相同壁溫下隨當?shù)責崃鞯淖兓煌�，熱流較高時對應臨界網(wǎng)格尺度較小，熱流較低時對應臨界網(wǎng)格尺度較大，該準則計算的數(shù)值為第一層法向網(wǎng)格間距的上限�；谧杂蓙砹鲄�(shù)的網(wǎng)格雷諾數(shù)準則雖然是是目前使用最廣泛的方法，Re以及基于該方法進行修正的網(wǎng)格準則存在人為調(diào)整的范圍很大，經(jīng)驗性和隨意性較強�；诒诿娴木W(wǎng)格雷諾數(shù)，在計算前無法確定壁面參數(shù)，只能通過多套網(wǎng)格進行測試，導致該方法不具有實用性。MFP準則雖然具有較好的物理意義，但是其從理論上計算的第一層網(wǎng)格間距為被認為是網(wǎng)格間距的下限，這樣會導致計算量大，較難收斂�；诋�?shù)靥荻鹊木W(wǎng)格準則，從其理論上認為是計算法向第一層網(wǎng)格間距的上限，但是需要多套網(wǎng)格進行測試，計算駐點熱流，因此也不具有實用性。所以提出一套工程應用性強的壁面網(wǎng)格尺度參數(shù)準則是非常有必要的。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于非線性耦合本構關系的改進邊界條件[J]. 江中正,趙文文,袁震宇,陳偉芳.  航空學報. 2018(10)
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[8]高超音速化學非平衡流的隱式格式迭代解法[J]. 王浩,吳頌平,陸燁.  北京航空航天大學學報. 2002(01)

博士論文
[1]稀薄氣體流動非線性耦合本構關系模型理論與數(shù)值研究[D]. 江中正.浙江大學 2019
[2]微納尺度氣流的速度滑移及流動特性研究[D]. 楊琴.上海大學 2015
[3]高溫非平衡效應下的激波干擾與激波反射[D]. 李季.中國科學技術大學 2015
[4]高超聲速流動Burnett方程穩(wěn)定性與數(shù)值計算方法研究[D]. 趙文文.浙江大學 2014
[5]高超聲速氣動熱數(shù)值模擬方法及大規(guī)模并行計算研究[D]. 潘沙.國防科學技術大學 2010



本文編號：3488556