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热化学非平衡模型和表面温度对气动热计算影响分析
  • ISSN号:0258-1825
  • 期刊名称:空气动力学学报
  • 时间:2013.12.15
  • 页码:692-698
  • 分类:V211.3[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所,四川绵阳621000
  • 相关基金:国家自然科学基金(91216204)
  • 相关项目:气动热与非烧蚀防热材料耦合机制与建模研究
中文摘要:

针对准确预测高超声速飞行器气动热环境问题,考虑高温空气化学反应效应和热力学非平衡效应,利用高超声速飞行器高温气体/非平衡效应流场计算软件(AEROPH—Flow),开展了热化学非平衡气动热数值计算,分析了高温空气化学反应模型、热力学非平衡模型、表面催化特性和表面温度对气动热环境计算结果的影响规律。研究结果表明:热化学非平衡模型对气动热的计算结果有较大影响,在气动热的数值计算中,要根据飞行环境的热化学机制或空气化学反应和非平衡效应的强弱,选择适当的空气化学反应模型和热力学模型;在高马赫数和热化学非平衡条件下,气动热数值随着表面温度的变化规律变得非常复杂,不能再认为气动热遵从随着表面温度的升高而降低的规律,表面温度最好取接近真实飞行情况的分布和不同的固定值,这样就可以找到最大的或准确的热流值。

英文摘要:

In order to design thermal protection system, it is important to predict heat transfer rate precisely on the hypersonic vehicles. In present paper, considering chemical reaction, interal energy excitation and thermo-chemical non-equilibrium effects of high temperature air, the thermo-chemical non-equilibrium flow-fields are simulated using the numerical code AEROPH_Flow. An aero-physical numerical code system for Hypersonic vehicles, the distributions of heat transfer rate is obtained, and the analysis is done for the influence of the chemical reaction model, thermodynamic non-equilibrium modeL, surface temperature, surface material catalytic action on the computational results. The results show that thermo-chemical non-equilibrium models have a more important influence on the computational results, it is important for the selection of the correct air reaction model and thermal non-equilibrium model according to the flight environment and thermo-chemical non-equilibrium mechanism of the flow-field around the hypersonic vehicles; the heat transfer rate isn't always the highest for lower surface temperature, and it become very complicated for the variation law of heat transfer rate along with the surface temperature under the condition of high Maeh number or thermo-chemical non-equilibrium flow, so the surface temperature may as well be fixed choosed aecording to the distribution of the real flight condition or different constant for computing exactly heat transfer rate on the hypersonic vehicles.

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期刊信息
  • 《空气动力学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国空气动力研究与发展中心
  • 主办单位:中国空气动力学会
  • 主编:邓小刚
  • 地址:四川省绵阳市二环路南段6号13-11信箱
  • 邮编:621000
  • 邮箱:kqdlxxb@aas.cardc.com
  • 电话:0816-2463287
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-1825
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1192/TK
  • 邮发代号:62-27
  • 获奖情况:
  • 1997年获中国科协评比的“全国优秀科技期刊二等奖”,1997年获中宣部、国家新闻出版局、国家科委“第二...
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6089