【摘 要】
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针对超燃冲压发动机膨胀循环系统内低比转速小流量煤油离心泵，开展了数值计算与设计优化研究。利用Isight平台集成SolidWords、Ansys等软件实现数值计算自动化，并采用试验设计方法(DOE)建立样本数据库，进行多轮迭代优化。在此基础上进行了设计参数对离心泵操作特性的敏感性分析，获得了性能提升幅度较大的煤油离心泵设计方案。本文的研究为进一步开展关于煤油涡轮泵性能研究的数值计算与实验研究提供了
【机 构】
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国防科学技术大学航天科学与工程学院高超声速冲压发动机技术重点实验室,长沙410073
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针对超燃冲压发动机膨胀循环系统内低比转速小流量煤油离心泵，开展了数值计算与设计优化研究。利用Isight平台集成SolidWords、Ansys等软件实现数值计算自动化，并采用试验设计方法(DOE)建立样本数据库，进行多轮迭代优化。在此基础上进行了设计参数对离心泵操作特性的敏感性分析，获得了性能提升幅度较大的煤油离心泵设计方案。本文的研究为进一步开展关于煤油涡轮泵性能研究的数值计算与实验研究提供了支持。
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HyperFLOW是一个面向复杂流动模拟的结构/非结构混合集成计算平台.在本文中，首先简要介绍了HyperFLOW的体系结构和数据结构.然后介绍了团队最近在人机交互界面、自动化测试平台等方面所做的工作.最后，通过大量应用算例展示了HyperFLOW新集成的功能，包括动网格非定常模拟、化学非平衡模拟、DES等.HyperFLOW作为一个集成计算平台具有良好的通用性和可扩展性.
采用GPU等加速版的异构架构计算机是高性能计算机的最新发展趋势，如何在这些新型异构架构计算机上发挥加速版作用来进行计算提速是航空计算流体力学(CFD)等典型数值模拟问题并行计算技术研究的最新挑战。本文研究了基于非结构网格的计算流体力学有限体积法在含GPU加速板的高性能计算机上的并行加速问题，文中提出了一种CUDA/MPI多级并行化方案，并在天河1A高性能计算机上完成测试。
分析了高超声速气动力热计算过程中出现的”粉刺”现象，基于Riemann问题解析解构造了低耗散NNLD格式；以三维球头为研究对象，系统比较了FDS、FVS、AUSM、NNLD等格式在高超声速气动力热计算中的性能，并和相关结果进行了对比，验证了低耗散格式的可信性和可靠性。
超声速湍流混合层燃烧是未来吸气式高超声速飞行器推进系统中普遍存在的现象，亟待开展深入研究。本文基于九组分Navier-Stokes方程和十九步氢氧详细化学反应机理，通过高阶格式对三维超声速湍流混合层燃烧开展了数值模拟研究。对流项采用五阶紧致-WENO混合格式进行离散，扩散项采用六阶紧致格式进行离散，源项采用点隐格式进行处理，非定常项采用三级Runge-Kutta格式进行时间推进。
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本文利用数值模拟方法研究了小展弦比飞翼标模纵向气动特性.计算马赫数0.4和0.9,攻角0-32度.文中给出了升力、阻力、俯仰力矩系数随攻角的变化,并给出了Ma=0.9的俯仰静/动稳定性导数.研究表明,小展弦比飞翼标模旋涡流动占主导,在小攻角下,升力系数开始表现出非线性特征.Ma=0.9,激波/旋涡干扰导致涡破裂.俯仰静/动稳定性导数随攻角的非线性变化明显,在攻角18度附近,出现不稳定现象.
以轨道再入试验(OREX)飞行器为研究对象，采用二温度、十一组元热化学动力学模型对热化学非平衡热流进行数值模拟，研究了不同飞行工况下热流计算过程中的网格收敛性。并与完全气体模型下的结果做了对比分析。研究表明：以壁面网格声速雷诺数作为准则，非平衡条件下热流计算的网格收敛性和完全气体模型基本一致，网格收敛时的壁面声速雷诺数都在10以内；非催化热流的网格收敛性与全催化一致。
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