【摘 要】
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随着航天科技的不断发展,高超声速飞行器气动热问题已经十分严重,其计算与防护关系到型号设计的成败.而壁面热流的计算一直是计算流体力学中的难点.其结果往往受计算格式、网
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随着航天科技的不断发展,高超声速飞行器气动热问题已经十分严重,其计算与防护关系到型号设计的成败.而壁面热流的计算一直是计算流体力学中的难点.其结果往往受计算格式、网格分布等多方面因素的影响.从国内外已有的研究来看计算结果往往不甚理想.本文针对国内外现阶段讨论较多的热流计算中的格式及网格问题进行了较深入的研究.应用Roe的FDS格式、Van Leer的FVS格式、AUSM+格式及中心差分格式对多个有精确实验数据的模型进行了表面热流的计算,通过理论分析及计算与实验间的相互对比,对以上四种格式在热流计算中的表现进行了全面的分析,为格式的选择奠定了基础.与格式相比,网格对热流的影响更为明显.本文对所有可能决定计算网格的因素均进行了细致的分析,通过大量的数值计算结果与实验数据间的全面对比,揭示了各物理量对网格的影响规律,并结合大量数据总结出气动热CFD计算中一套可获得精确结果的网格分布方法,提出了确定物面第一层网格高度的公式,为CFD在热流计算中的广泛使用提供了可靠的保证.本文最后对某型号弹体模型进行了全弹的气动力计算.以之前获得的各方面经验为依据,生成了全弹空间网格,计算了包含舵偏在内的多个计算状态,得到了正确的结果.体现了CFD在气动热计算中的应用价值.
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