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近空间飞行环境双原子混合气体黏性干扰平板流动直接模拟蒙特卡罗方法
1
作者
胡佳志
李志辉
李凡
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025年第9期1737-1744,共8页
近空间飞行器绕流环境一方面表现为连续介质黏性干扰效应严重,另一方面因稀薄间断粒子效应而表现为物面速度滑移、温度跳跃等非平衡流动特点,导致连续流Navier-Stokes方程精细化求解困难。以20°楔角平板绕流为研究对象,借助适于蒙...
近空间飞行器绕流环境一方面表现为连续介质黏性干扰效应严重,另一方面因稀薄间断粒子效应而表现为物面速度滑移、温度跳跃等非平衡流动特点,导致连续流Navier-Stokes方程精细化求解困难。以20°楔角平板绕流为研究对象,借助适于蒙特卡罗方法的经典现象学能量交换模型为基础,通过将全部碰撞视为非弹性,控制转、平动能量参与交换比例缓解内能松弛过快,开发一种限制碰撞能量交换且解耦碰撞分子转动双松弛的直接模拟蒙特卡罗方法计算程序。对比验证程序与统一算法、开源DS2V程序、直接模拟蒙特卡罗-信息保存3种方法在超声速圆柱绕流的计算结果,结果显示,忽略统计波动影响程序能再现精细的流场激波结构且最大误差仅为5.6%;在此基础上模拟马赫数对20°楔角平板的气动力热影响并对比分析程序与二维直接模拟蒙特卡罗方法程序计算速度,发现粒子数密度、温度以及压力在楔角位置明显累计,在考虑飞行器热防护设计时,应重点关注楔角位置;相同计算条件下该程序单位时间步长计算速度相比直接模拟蒙特卡罗方法程序快28.7%。
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关键词
临近空间飞行环境黏性干扰效应
Borgnakke-Larsen能量松弛模型
直接模拟蒙特卡罗方法
直接模拟蒙特卡罗-信息保存方法
气体动理论统一算法
圆柱绕流
平板扰流
马赫数
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职称材料
攻角对临近空间飞行器侧喷射流红外辐射特性影响数值模拟
被引量：
1
2
作者
吕蓉
牛青林
王晓冰
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期83-93,共11页
临近空间飞行器侧喷射流干扰效应对目标红外辐射特性规律影响受到广泛关注。文中以典型锥柱裙飞行器为研究对象,预测飞行器典型飞行工况(20 km@5 Ma)不同攻角下的绕流场、侧喷流和壁面温度,结合窄谱带模型处理高温气体辐射物性参数,采...
临近空间飞行器侧喷射流干扰效应对目标红外辐射特性规律影响受到广泛关注。文中以典型锥柱裙飞行器为研究对象,预测飞行器典型飞行工况(20 km@5 Ma)不同攻角下的绕流场、侧喷流和壁面温度,结合窄谱带模型处理高温气体辐射物性参数,采用视在光线法求解辐射传输方程,分析攻角对侧喷流的复燃及目标在不同谱带和不同观测角度下红外辐射特性的影响。结果表明:随着攻角由负转正射流复燃程度降低,α=10°较α=-10°偏低176%;侧喷流在2.7μm和4.3μm两个特征峰值波段辐射显著,其他波段内目标辐射主要来源于本体;目标辐射强度在俯视观测角度下随攻角由负转正而减小,在侧视观测角度下攻角出现引起辐射强度降低,α=±10°较α=0°偏低6.8%。该研究可为临近空间飞行器侧喷射流相关的目标特性识别提供理论参考。
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关键词
临近
空间
飞行
器
侧喷射流
喷流
干扰
效应
红外辐射
攻角
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职称材料
临近空间环境对高速飞行器影响分析与仿真研究
被引量：
10
3
作者
黄华
刘毅
+1 位作者
赵增亮
姚志刚
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第9期2230-2233,2238,共5页
综合应用大气科学、飞行力学、计算流体力学、计算机仿真等多学科知识,简要分析临近空间敏感环境要素与强扰动现象对高速飞行器的影响效应,论证提出临近空间环境对高速飞行器影响仿真研究方案,突破临近空间环境建模仿真、高速飞行器等...
综合应用大气科学、飞行力学、计算流体力学、计算机仿真等多学科知识,简要分析临近空间敏感环境要素与强扰动现象对高速飞行器的影响效应,论证提出临近空间环境对高速飞行器影响仿真研究方案,突破临近空间环境建模仿真、高速飞行器等离子鞘套特性计算、临近空间环境影响定量评估等关键技术,进行典型案例仿真应用、演示验证和结果分析。仿真结果表明:所提出的临近空间环境对高速飞行器影响仿真研究方案切实可行,已突破的关键技术和研究成果可为未来仿真应用系统开发和工程推广应用打下坚实的技术基础。
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关键词
临近
空间
环境
高速
飞行
器
影响
效应
建模仿真
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职称材料
题名
近空间飞行环境双原子混合气体黏性干扰平板流动直接模拟蒙特卡罗方法
1
作者
胡佳志
李志辉
李凡
机构
北京流体动力科学研究中心
出处
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025年第9期1737-1744,共8页
基金
国家自然科学基金项目(12332013).
文摘
近空间飞行器绕流环境一方面表现为连续介质黏性干扰效应严重,另一方面因稀薄间断粒子效应而表现为物面速度滑移、温度跳跃等非平衡流动特点,导致连续流Navier-Stokes方程精细化求解困难。以20°楔角平板绕流为研究对象,借助适于蒙特卡罗方法的经典现象学能量交换模型为基础,通过将全部碰撞视为非弹性,控制转、平动能量参与交换比例缓解内能松弛过快,开发一种限制碰撞能量交换且解耦碰撞分子转动双松弛的直接模拟蒙特卡罗方法计算程序。对比验证程序与统一算法、开源DS2V程序、直接模拟蒙特卡罗-信息保存3种方法在超声速圆柱绕流的计算结果,结果显示,忽略统计波动影响程序能再现精细的流场激波结构且最大误差仅为5.6%;在此基础上模拟马赫数对20°楔角平板的气动力热影响并对比分析程序与二维直接模拟蒙特卡罗方法程序计算速度,发现粒子数密度、温度以及压力在楔角位置明显累计,在考虑飞行器热防护设计时,应重点关注楔角位置;相同计算条件下该程序单位时间步长计算速度相比直接模拟蒙特卡罗方法程序快28.7%。
关键词
临近空间飞行环境黏性干扰效应
Borgnakke-Larsen能量松弛模型
直接模拟蒙特卡罗方法
直接模拟蒙特卡罗-信息保存方法
气体动理论统一算法
圆柱绕流
平板扰流
马赫数
Keywords
viscous interference effect of near-space flight environment
Borgnakke-Larsen energy relaxation model
direct simulation Monte Carlo method
direct simulation of Monte Carlo-information preservation method
gas dynamic theory unified algorithm
flow around a cylinder
plate turbulence
Mach number
分类号
V211 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
攻角对临近空间飞行器侧喷射流红外辐射特性影响数值模拟
被引量：
1
2
作者
吕蓉
牛青林
王晓冰
机构
中北大学机电工程学院
散射辐射全国重点实验室
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期83-93,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52006203,U22B2045)
山西省归国留学人员科研资助项目(2021-113)
航空科学基金项目(2019290U0003)。
文摘
临近空间飞行器侧喷射流干扰效应对目标红外辐射特性规律影响受到广泛关注。文中以典型锥柱裙飞行器为研究对象,预测飞行器典型飞行工况(20 km@5 Ma)不同攻角下的绕流场、侧喷流和壁面温度,结合窄谱带模型处理高温气体辐射物性参数,采用视在光线法求解辐射传输方程,分析攻角对侧喷流的复燃及目标在不同谱带和不同观测角度下红外辐射特性的影响。结果表明:随着攻角由负转正射流复燃程度降低,α=10°较α=-10°偏低176%;侧喷流在2.7μm和4.3μm两个特征峰值波段辐射显著,其他波段内目标辐射主要来源于本体;目标辐射强度在俯视观测角度下随攻角由负转正而减小,在侧视观测角度下攻角出现引起辐射强度降低,α=±10°较α=0°偏低6.8%。该研究可为临近空间飞行器侧喷射流相关的目标特性识别提供理论参考。
关键词
临近
空间
飞行
器
侧喷射流
喷流
干扰
效应
红外辐射
攻角
Keywords
near-space aircraft
side jet
jet interference effect
infrared radiation
angle of attack
分类号
TN219 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
临近空间环境对高速飞行器影响分析与仿真研究
被引量：
10
3
作者
黄华
刘毅
赵增亮
姚志刚
机构
北京应用气象研究所
中科院大气物理研究所
出处
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第9期2230-2233,2238,共5页
文摘
综合应用大气科学、飞行力学、计算流体力学、计算机仿真等多学科知识,简要分析临近空间敏感环境要素与强扰动现象对高速飞行器的影响效应,论证提出临近空间环境对高速飞行器影响仿真研究方案,突破临近空间环境建模仿真、高速飞行器等离子鞘套特性计算、临近空间环境影响定量评估等关键技术,进行典型案例仿真应用、演示验证和结果分析。仿真结果表明:所提出的临近空间环境对高速飞行器影响仿真研究方案切实可行,已突破的关键技术和研究成果可为未来仿真应用系统开发和工程推广应用打下坚实的技术基础。
关键词
临近
空间
环境
高速
飞行
器
影响
效应
建模仿真
Keywords
near space environment
supersonic vehicle
environment influence
Modeling ＆ Simulation
分类号
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
近空间飞行环境双原子混合气体黏性干扰平板流动直接模拟蒙特卡罗方法
胡佳志
李志辉
李凡
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
攻角对临近空间飞行器侧喷射流红外辐射特性影响数值模拟
吕蓉
牛青林
王晓冰
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
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职称材料
3
临近空间环境对高速飞行器影响分析与仿真研究
黄华
刘毅
赵增亮
姚志刚
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013
10
在线阅读
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职称材料
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