高超声速飞行器表面对流气动加热快速预测方法

摘要：

构建了高超声速飞行器表面驻点及其下游区对流气动加热的一种快速预测方法.首先,采用工程方法计算飞行器表面无黏流场,针对工程方法的熵吞没效应,将质量流量平衡法与轴对称比拟法相结合对边界层外缘进行熵修正;其次,推导出采用线性方程拟合飞行器表面流场的拟合方程;在此基础上,发展出基于线性流场和线性物面方程的轴对称比拟法,大幅度降低了复杂度和计算量;对于驻点区域,引入隐式曲面拟合驻点主曲率半径并构造鲁棒的驻点区热流计算方法.采用球锥体和仿空天飞行器等多种外形验证了方法的有效性,计算结果表明:1)所述方法总耗时约1s即可预测出气动加热,并且预测结果与CFD模拟或者试验测量数据比较一致;2)在飞行器表面流线扩展区域,进行熵修正可进一步提高预测精度,在流线不扩张区域,采用等熵或变熵无黏流场的预测结果差别微小.

关键词：气动热预测、线性流场、轴对称比拟法、三维驻点、熵吞没效应

所属期刊栏目：43

资助基金：西北工业大学博士论文创新基金CX200902

在线出版日期：2014-03-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：1257-1271