高速双锥绕流中热化学与输运模型影响研究

论文摘要

激波与边界层之间相互作用是高超声速飞行中的常见现象,对飞行器气动性能与飞行安全至关重要.对于高焓来流,流场中通常存在复杂的物理化学现象,此时准确模拟流场中激波边界层相互作用的难度大,相关物理化学建模仍有待进一步考察和研究.本文针对最近文献中纯净空气高超声速双锥绕流实验开展数值研究,分别研究了不同热化学模型与输运模型对壁面压力与热流的影响.热力学模型包括完全气体、热力学平衡和非平衡模型,化学模型包括冻结和非平衡化学模型,输运模型包括经典的Wilke/Blottner/Eucken模型与更加复杂的Gupta/SCEBD模型,以及考虑壁面催化/非催化影响的模型.计算了6个不同算例,涵盖了低焓至高焓来流等不同工况.壁面压力与热流的数值计算结果与实验结果符合较好;对于低焓来流,计算结果主要受到分子内能分布的影响,输运模型对计算结果的影响不大;对于高焓来流,一方面计算结果受到化学反应与壁面催化的影响较大,另一方面不同输运模型对计算结果的影响也更加明显.

论文目录

• 引言
• 1 计算方法
•   1.1 控制方程
•   1.2 输运模型
•     1.2.1 Wilke/Blottner/Eucken模型
•     1.2.2 Gupta/SCEBD模型
•   1.3 其他物理化学模型
•   1.4 数值方法
• 2 结果与分析
•   2.1 低焓工况
•   2.2 高焓工况
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 丛彬彬,万田

关键词: 激波边界层相互作用,热化学非平衡,输运模型,双锥

来源: 力学学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 力学,航空航天科学与工程

单位: 中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室,中国科学院大学工程科学学院

基金: 中国科学院先导B项目资助(Y820121XD1)

分类号: V211

页码: 1012-1021

总页数: 10

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