導(dǎo)彈在大氣層中飛行時,迎面氣流在導(dǎo)彈頭部劇烈壓縮,形成弓形激波。在超高聲速飛行條件下,由于飛行器壁面和大氣的劇烈摩擦,在飛行器的頭部及其周圍的空氣會出現(xiàn)很高的溫度,以至空氣中的組分間發(fā)生劇烈的碰撞等,進(jìn)而發(fā)生能級躍遷、光化學(xué)反應(yīng)、雙原子分子離解、分子和原子的電離等一系列復(fù)雜的非平衡化學(xué)反應(yīng)過程。這些因素能很大程度上改變激波層內(nèi)氣體的熱力學(xué)特性。在高空區(qū)域高速飛行時,由于空氣稀薄,分子平均自由程變大,流場粒子間的碰撞頻率下降,在計算流場時,化學(xué)反應(yīng)模型和低空的模型又略有不同。對弓形激波紫外的探索研究,可以為飛行器噴焰紫外預(yù)警驗證所建立模型的正確性,開展這些研究具有重要的意義。本文主要對飛行器弓形激波流場的計算和弓形激波中的NO(A)紫外光譜輻射強(qiáng)度計算方法建模展開研究,并通過國外的兩次著名的紫外輻射實驗數(shù)據(jù)以及相關(guān)文獻(xiàn)的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性分析,主要內(nèi)容如下:(1)目標(biāo)流場數(shù)值計算研究。研究了國外的多種對高溫空氣化學(xué)反應(yīng)模型的適用性,本文主要采用Park5組分、7組分化學(xué)反應(yīng)模型和Boyd的2007年高空稀薄氣體反應(yīng)模型。首先用FASTRAN軟件對低空流場進(jìn)行了計算,特別是在飛行海拔40km高度計算的流場結(jié)果和文獻(xiàn)模擬的數(shù)據(jù)能夠很好的吻合;對飛行海拔71km流場的計算吻合度最好。然后用DSMC對更加稀薄的環(huán)境進(jìn)行了分析計算。并且和文獻(xiàn)進(jìn)行了對比。(2)弓形激波中NO(A)數(shù)密度的建模和光譜輻射強(qiáng)度計算研究。研究了計算流場中NO(A)的化學(xué)反應(yīng)模型,本文采用了“準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型”。在處理過程中,應(yīng)用了細(xì)致平衡原理計算了逆化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)。并對各種組分對NO(A)的敏感性進(jìn)行了分析。對流場中NO(A)的光譜輻射強(qiáng)度進(jìn)行了計算,并和實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TJ760
【部分圖文】：

網(wǎng)格分布示意圖

0km流場計算結(jié)果

(e) O 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布 (f) NO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布圖 3-5 38Km 流場計算結(jié)果從圖 3-5 中可以看出，38km的模擬結(jié)果和 40km的模擬結(jié)果類似。在激波層區(qū)域內(nèi)：隨著距離壁面的增大，溫度逐漸增大；氮?dú)獾碾x解程度在激波層整個區(qū)域內(nèi)變化不大，基本穩(wěn)定，氮原子在區(qū)域內(nèi)的分布也基本穩(wěn)定；而氧氣的離解程

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 馬宇;董士奎;段宗憲;談和平;;高溫非平衡氮組分多溫度振動—離解耦合模型[J];航空學(xué)報;2006年04期

本文編號：2823400