收藏本站
《航空学报》 2015年01期
收藏 | 投稿 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高超声速飞行器表面温度分布与气动热耦合数值研究

董维中  高铁锁  丁明松  江涛  刘庆宗  
【摘要】:针对高超声速飞行器热防护设计中的高温气体非平衡效应问题和气动热环境精确预测问题,基于流场的非平衡Navier-Stokes方程、表面的能量守恒方程和内部的热传导方程,考虑流场的非平衡效应、表面的热辐射效应、催化效应和烧蚀效应以及热防护层内部的热传导效应,建立了初步的表面温度分布与气动热的耦合计算方法,完善了高超声速飞行器气动物理流场计算软件(AEROPH_Flow)。在表面材料为碳-碳(C-C)条件下,对飞行高度为65km和飞行速度为8,10km/s的半球以及飞行高度为50km和飞行速度为8km/s的球锥模型,开展了表面温度分布与气动热的耦合计算,验证了计算方法和计算软件,分析了表面温度分布对气动热环境的影响。研究结果表明:表面温度分布对气动热的计算结果有较大影响,在气动热环境的预测中,不仅要考虑热化学非平衡效应和表面催化效应的影响,还要考虑表面温度分布的影响,最好是采用表面温度分布与气动热耦合计算的方法,以减小表面温度分布对气动热计算结果的影响。为此,需要发展完善非平衡流场/表面催化和烧蚀/热传导温度场(气/表/固)的计算模型、耦合求解技术和计算软件,实现对高超声速飞行器的真实飞行条件下高温气体非平衡效应和气动热环境的精确模拟。
【作者单位】中国空气动力研究与发展中心;
【基金】:国家自然科学基金(91216204)~~
【分类号】:V445.1

【共引文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李海燕;高超声速高温气体流场的数值模拟[D];中国空气动力研究与发展中心;2007年
2 贾文利;考虑真实气体效应高超音速钝锥边界层稳定性及转捩预测研究[D];天津大学;2013年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王佩广;刘永绩;王浚;;高超声速飞行器综合热管理系统方案探讨[J];中国工程科学;2007年02期
2 韩东;方磊;;基于欧拉方程的高超声速飞行器的壁面流线生成计算[J];航空动力学报;2008年12期
3 舒天;;掠过水面的“黑雨燕” 美国加快高超声速飞行器的研制计划[J];国际航空;2008年04期
4 孙兆虎;;高超声速飞行器结构热问题讨论[J];航空科学技术;2008年03期
5 高建力;唐硕;车竞;江志国;;高超声速飞行器参数化几何建模研究[J];计算机仿真;2008年02期
6 周张华;聂万胜;;高超声速飞行器动力巡航影响因素分析[J];导弹与航天运载技术;2008年01期
7 周浩;陈万春;殷兴良;;高超声速飞行器多段弹道优化设计[J];宇航学报;2008年04期
8 马辉;袁建平;方群;;高超声速飞行器最优周期巡航轨迹优化[J];飞行力学;2008年04期
9 张军;毕贞法;邵晓巍;;一种高超声速飞行器的非线性再入姿态控制方法[J];空间控制技术与应用;2008年04期
10 孟中杰;陈凯;黄攀峰;闫杰;;高超声速飞行器机体/发动机耦合建模与控制[J];宇航学报;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 阎超;;未来的飞行器——高超声速飞行器发展展望[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
2 严玲玲;李少远;;高超声速飞行器的预测控制和可视化仿真[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
3 姚照辉;鲍文;;高超声速飞行器调节/保护多模式切换控制方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 庄益夫;陈洁;潘长鹏;;一类高超声速飞行器的建模及非线性控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
5 贺杰;郑德斋;;高超声速飞行器的特点及关键技术研究[A];第九届长三角科技论坛——航空航天科技创新与长三角经济转型发展分论坛论文集[C];2012年
6 鲍文;姚照辉;常军涛;于达仁;唐井峰;;高超声速飞行器耦合动力学建模问题探讨[A];第二届高超声速科技学术会议会议日程及摘要集[C];2009年
7 鲍文;姚照辉;;高超声速飞行器调节/保护多模式切换控制方法[A];第二届高超声速科技学术会议会议日程及摘要集[C];2009年
8 谭湘敏;易建强;范国梁;;高超声速飞行器飞行特性分析及其控制研究[A];第二届高超声速科技学术会议会议日程及摘要集[C];2009年
9 谭湘敏;易建强;范国梁;;高超声速飞行器滑模自适应控制研究[A];第三届高超声速科技学术会议会议文集[C];2010年
10 孙未蒙;张靖男;郑志强;;高超声速飞行器控制技术的几个增长点[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 徐晖;美国加快高超声速飞行器研制[N];中国航空报;2009年
2 本报记者 陈龙 通讯员 王二强;“高超”:改变未来战争模式的利器[N];中国航天报;2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王倩;高超声速飞行器飞行控制系统设计方法与仿真研究[D];复旦大学;2011年
2 葛东明;临近空间高超声速飞行器鲁棒变增益控制[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 张红梅;高超声速飞行器的建模与控制[D];天津大学;2012年
4 刘燕斌;高超声速飞行器建模及其先进飞行控制机理的研究[D];南京航空航天大学;2007年
5 罗世彬;高超声速飞行器机体/发动机一体化及总体多学科设计优化方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
6 车竞;高超声速飞行器乘波布局优化设计研究[D];西北工业大学;2007年
7 李晓宇;高超声速飞行器一体化布局气动外形设计[D];国防科学技术大学;2007年
8 王俊;高超声速飞行器气动热烧蚀预测与控制研究[D];华南理工大学;2013年
9 金亮;高超声速飞行器机体/发动机一体化构型设计与性能研究[D];国防科学技术大学;2008年
10 刘双;高超声速飞行器热防护系统主动冷却机制与效能评估[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵彪;高超声速飞行器技术发展研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 朱艳明;高超声速飞行器的非线性控制[D];东北大学;2009年
3 黄广;高超声速飞行器残差自调节高精度控制算法研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
4 安昊;高超声速飞行器建模及控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
5 鲁波;高超声速飞行器高精度/高带宽纵向控制律的基础研究[D];南京航空航天大学;2008年
6 赵红;高超声速飞行器跳跃飞行轨道优化研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
7 霍俊焱;高超声速飞行器动力学建模[D];天津大学;2009年
8 刘龙霞;高超声速飞行器中圆柱类贮箱液固耦合动力学研究[D];天津大学;2009年
9 华晨;高超声速飞行器纵向通道的预测控制器设计及可视化仿真[D];上海交通大学;2011年
10 苏大亮;高超声速飞行器热结构设计与分析[D];西北工业大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026