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带凹窗斜劈高速湍流气动光学效应研究 被引量：7
1
作者 陈勇 郭隆德 +1 位作者 张龙 金钢 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期666-671,共6页
采用数值方法分析研究了带凹窗斜劈高速湍流气动光学特性受窗口深度的影响。湍流数值模拟采用耦合J-B模型的RANS/LES混合方法即DES方法,依靠双时间步LU-SGS方法开展非定常迭代求解,并且利用物理光学方法和波前重构技术等计算气动光学效... 采用数值方法分析研究了带凹窗斜劈高速湍流气动光学特性受窗口深度的影响。湍流数值模拟采用耦合J-B模型的RANS/LES混合方法即DES方法,依靠双时间步LU-SGS方法开展非定常迭代求解,并且利用物理光学方法和波前重构技术等计算气动光学效应,用于分析近场波前畸变和远场光斑分布情况。模拟结果表明,在窗口较浅时,窗口前缘处产生较强激波,带来更大的波前倾斜影响,而窗口较深时,分离剪切层、旋涡等流场结构导致气动光学效应的非定常特性更为显著;高速湍流导致的气动光学效应很强,在所模拟条件下,波前倾斜、均方根光程差、峰谷值以及Strehl比分别达到69μrad、0.22λ、1.2λ和0.31,其对应的跳动值38μrad、0.04λ、0.8λ和0.43。 展开更多
关键词 高速湍流 DES方法 气动光学效应 物理光学 非定常
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高超声速飞行器外形热流密度分布计算的高精度方法研究 被引量：5
2
作者 刘昕 邓小刚 毛枚良 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期157-161,共5页
为提高高超声速条件下飞行器表面热环境的计算精度,发展了高精度算法WCNS-E-5,并开展了热流密度分布的数值计算研究。该算法采用的是五阶精度加权显式非线性格式,结合四阶精度的二阶偏导数差分近似、四阶精度的边界格式,同时还对网格偏... 为提高高超声速条件下飞行器表面热环境的计算精度,发展了高精度算法WCNS-E-5,并开展了热流密度分布的数值计算研究。该算法采用的是五阶精度加权显式非线性格式,结合四阶精度的二阶偏导数差分近似、四阶精度的边界格式,同时还对网格偏导数及温度梯度也离散为四阶精度。通过求解三维Navier-Stokes方程,数值研究了高超声速飞行器外形如钝锥和双椭球体的物面热流密度分布。模拟结果表明,这种保证全流场高精度的WCNS-E-5得到的流场图像清晰、真实。与通常的二阶算法MUSCL对比,WCNS-E-5具有更高的流线分辨率,获得的热流密度更接近于实验测得分布。 展开更多
关键词 加权技术 非线性格式 WCNS-E-5 热流密度分布 高超声速流动 NAVIER-STOKES方程
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武器分离及舱门开启过程数值模拟研究 被引量：11
3
作者 张培红 王明 +1 位作者 邓有奇 陈喜兰 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期277-281,293,共6页
基于非结构重叠网格技术,发展了一套能较好模拟空腔流动和武器分离问题的数值计算方法。通过模拟典型空腔流动和WPFS模型分离轨迹,并与试验结果比较,说明本文方法可较好模拟空腔复杂流动和武器分离轨迹。采用发展的数值方法对某内埋弹... 基于非结构重叠网格技术,发展了一套能较好模拟空腔流动和武器分离问题的数值计算方法。通过模拟典型空腔流动和WPFS模型分离轨迹,并与试验结果比较,说明本文方法可较好模拟空腔复杂流动和武器分离轨迹。采用发展的数值方法对某内埋弹舱舱门开启过程和内埋武器分离轨迹进行了数值模拟,研究了舱门运动的非定常效应对舱门气动特性的影响。研究表明:一定条件下,舱门运动产生的非定常效应对舱门气动特性影响较大,舱门和舱门控制系统设计时必须考虑;在本文给定条件下,弹舱内的内、外侧导弹均能安全分离。通过研究,为内埋弹舱的舱门设计和内埋武器分离安全评估提供了技术手段和依据。 展开更多
关键词 数值模拟 内埋弹舱 分离投放 非结构重叠网格
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解析壁面函数的可压缩效应修正研究 被引量：2
4
作者 王新光 陈琦 +2 位作者 万钊 张爱婧 陈坚强 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期731-739,共9页
基于适用于不可压缩流动的解析壁面函数,针对可压缩湍流边界层特征,考虑壁面网格内对流项变化和能量方程中黏性耗散项的影响,提出一种适用于可压缩流动的解析壁面函数。基于二维超声速和高超声速激波湍流边界层干扰流动,完成了粗网格高... 基于适用于不可压缩流动的解析壁面函数,针对可压缩湍流边界层特征,考虑壁面网格内对流项变化和能量方程中黏性耗散项的影响,提出一种适用于可压缩流动的解析壁面函数。基于二维超声速和高超声速激波湍流边界层干扰流动,完成了粗网格高雷诺数k-ε模型加标准壁面函数、原始解析壁面函数、可压缩修正解析壁面函数和密网格低雷诺数Lauder-Sharma k-ε模型的对比计算。结果表明:四种湍流效应模拟策略都可以准确预测壁面压力和摩擦系数,而本文发展的考虑对流项分布和黏性耗散项影响的解析壁面函数不仅消除了原始解析壁面函数的非物理振荡,而且大幅提升了壁面函数壁面热流的预测精度,与密网格解最大差异不超过40%,预测结果接近于密网格低雷诺数模型结果,而标准壁面函数和原始解析壁面函数预测的壁面热流符号相反,且数值最大差异达500%。对于Ma 5斜激波边界层干扰算例,本文构造的壁面函数计算时间仅为低雷诺数模型的5%左右,相较于其它壁面模型,计算时间仅增加了1%。 展开更多
关键词 解析壁面函数 可压缩湍流 Launder-Sharma k-ε模型 激波边界层干扰
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MF-1模型飞行试验转捩结果初步分析 被引量：25
5
作者 袁先旭 何琨 +3 位作者 陈坚强 张毅锋 王安龄 国义军 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期286-293,共8页
中国空气动力研究与发展中心于2015年12月在中国酒泉卫星发射中心成功实施了MF-1航天模型飞行试验,试验模型为锥-柱-裙轴对称体,半锥角为7°。这是我国首次针对高超声速空气动力学基础问题研究的航天模型飞行试验,飞行最大马赫数5.... 中国空气动力研究与发展中心于2015年12月在中国酒泉卫星发射中心成功实施了MF-1航天模型飞行试验,试验模型为锥-柱-裙轴对称体,半锥角为7°。这是我国首次针对高超声速空气动力学基础问题研究的航天模型飞行试验,飞行最大马赫数5.3、最大高度63.4km,飞行迎角上升段<0.5°、下降段<5°。采用薄壁测温技术测量了锥面上50个点的温度数据,并采用三维热辨识方法给出了热流数据,从而判别转捩。初步分析表明,所获取的真实飞行条件下的上升段和下降段的转捩数据是可靠的,可用于验证与标定转捩预测模型;同时验证了现有转捩预测模型对于超声速/高超声速小攻角圆锥转捩起始点预测的可行性;发现了上升段湍流-层流的再层流化与下降段层流-湍流转捩的临界高度差别,以及约0.2mm的阶差即有可能诱发强制转捩。 展开更多
关键词 MF-1 飞行试验 转捩预测
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基于雷达跟踪仿真的滑翔式再入弹道突防性能分析 被引量：24
6
作者 雍恩米 钱炜祺 何开锋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1370-1376,共7页
从防御雷达对再入弹道跟踪效果的角度,对滑翔式再入飞行器的突防性能进行了初步分析。基于Unscented卡尔曼滤波和考虑气动模型的目标跟踪模型,加入雷达测量噪声,计算目标跟踪误差,比较弹道式与滑翔式再入弹道的跟踪效果。仿真结果表明:... 从防御雷达对再入弹道跟踪效果的角度,对滑翔式再入飞行器的突防性能进行了初步分析。基于Unscented卡尔曼滤波和考虑气动模型的目标跟踪模型,加入雷达测量噪声,计算目标跟踪误差,比较弹道式与滑翔式再入弹道的跟踪效果。仿真结果表明:(1)滑翔式再入弹道有横向机动且飞行高度较低,雷达的发现时间较晚,可观测时间比较短;(2)由于雷达的跟踪动力学模型中很难对气动力准确建模,滑翔式弹道借助气动力产生机动,雷达对其跟踪的误差要大于弹道式再入弹道;(3)在相近的雷达观测条件下,弹道机动性越强,雷达跟踪精度越差;(4)尽量使防御方所假设的目标动力学模型失配是增加突防能力的有效措施。 展开更多
关键词 滑翔 再入 雷达跟踪 突防
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飞行器外挂投放数值模拟 被引量：16
7
作者 唐志共 李彬 +1 位作者 郑鸣 邓有奇 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期592-596,共5页
采用非结构重叠网格Euler方程的CFD方法数值模拟了外挂投放。该方法在重叠网格"挖洞"时,以"离壁面距离"为挖洞判据;在建立重叠区域插值关系时,对Neighbor to Neighbor(N2N)和Alternating Digital Tree(ADT)两种方... 采用非结构重叠网格Euler方程的CFD方法数值模拟了外挂投放。该方法在重叠网格"挖洞"时,以"离壁面距离"为挖洞判据;在建立重叠区域插值关系时,对Neighbor to Neighbor(N2N)和Alternating Digital Tree(ADT)两种方法的效率进行了比较。采用机翼/挂架/带舵外挂物模型开展了验证计算。在此基础上,完成了某飞行器外挂投放的初步计算。 展开更多
关键词 EULER方程 非结构重叠网格 外挂投放
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带控制律导弹投放数值模拟 被引量：6
8
作者 周乃春 李彬 +1 位作者 郑鸣 邓有奇 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期288-293,共6页
基于非结构重叠网格技术,耦合舵面控制律模块,采用非定常雷诺平均NS方程,建立了模拟控制律作用下导弹投放分离动态特性的CFD数值方法。非结构重叠网格生成技术以"物面相交"方法确定洞边界,在多套网格重叠部分采用算术平均进... 基于非结构重叠网格技术,耦合舵面控制律模块,采用非定常雷诺平均NS方程,建立了模拟控制律作用下导弹投放分离动态特性的CFD数值方法。非结构重叠网格生成技术以"物面相交"方法确定洞边界,在多套网格重叠部分采用算术平均进行物理量的计算传递。采用机翼/挂架/带舵外挂物模型,以及不同的舵面控制规律展开了对比计算,分析了结果。并比较了某导弹有无控制律作用时从某战斗机分离的动态特性,研究了增加控制律的必要性。 展开更多
关键词 URANS方程 非结构重叠网格 舵面控制律
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变几何域传热的表面热流反演方法 被引量：2
9
作者 邵元培 钱炜祺 +2 位作者 周宇 杨驰 黄建栋 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期296-301,共6页
变几何域的表面热流反演是一类特殊的热传导逆问题,在再入飞行器烧蚀型防热材料的表面热流反演中具有工程实用价值。本文首先对变几何域传热的正问题计算方法进行了校核验证,然后建立了求解变几何域表面热流反演问题的顺序函数法和共轭... 变几何域的表面热流反演是一类特殊的热传导逆问题,在再入飞行器烧蚀型防热材料的表面热流反演中具有工程实用价值。本文首先对变几何域传热的正问题计算方法进行了校核验证,然后建立了求解变几何域表面热流反演问题的顺序函数法和共轭梯度法;给出了这两种反演方法的基本思想和算法推导,并针对典型算例进行了仿真。结果表明:两种反演方法都能计算出较好的反演结果,并且算法受测量噪声的影响较小,具有较好的鲁棒性;反演算法能适应不同的几何域变化函数,但几何域变化量的测量误差在表面热流的反演结果中会有较为直接的反映。 展开更多
关键词 热传导逆问题 表面热流反演 变几何域 顺序函数法 共轭梯度法
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分子黏性对解析湍流壁面函数的影响
10
作者 王新光 陈琦 +2 位作者 万钊 高晓成 燕振国 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2041-2052,共12页
基于可压缩解析壁面函数(MAWF),考虑高超声速湍流边界层内温度、密度和分子黏性系数变化规律,使用黏性底层边缘处的密度和黏性系数重新定义无量纲壁面距离,并在黏性底层内构造抛物型和双曲型分子黏性系数分布,建立了新的可压缩解析壁面... 基于可压缩解析壁面函数(MAWF),考虑高超声速湍流边界层内温度、密度和分子黏性系数变化规律,使用黏性底层边缘处的密度和黏性系数重新定义无量纲壁面距离,并在黏性底层内构造抛物型和双曲型分子黏性系数分布,建立了新的可压缩解析壁面函数,即抛物型(para-MAWF)和双曲型(hyper-MAWF)解析壁面函数。通过高超声速激波边界层干扰算例对其进行验证,并与密网格低雷诺数Lauder-Sharma(LS)k-ε模型和MAWF数值结果进行对比。研究结果表明:所构造的解析壁面函数有效提高了MAWF黏性底层内分子黏性系数和温度分布的预测精度,相较于MAWF其预测的壁面热流结果更接近实验结果;所构造的两种壁面函数中双曲型解析壁面函数预测的壁面热流更接近于实验值,考虑到两种壁面函数数值结果差异较小,在5%之内,且双曲型壁面函数公式更为简单,对于高超声速算例更推荐使用双曲型分布的解析壁面函数。 展开更多
关键词 高超声速湍流边界层 双曲型分布 抛物型分布 无量纲壁面距离 激波边界层干扰
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