-
题名高超声速飞行器流场电磁场全耦合数值模拟
- 1
-
-
作者
李恒
金科
寇勇
李凯
王斌
叶柳青
-
机构
西安电子科技大学信息力学与感知工程学院
西安电子科技大学广州研究院
陕西省空间超限探测重点实验室
西安电子科技大学空间科学与技术学院
-
出处
《宇航学报》
北大核心
2025年第5期862-873,共12页
-
基金
国家自然科学基金(12202331)
广东省基础与应用基础研究基金(2021A1515110002)
陕西省自然科学基础研究计划(2022JQ-028)。
-
文摘
针对磁流体力学两种经典方法,低磁雷诺数近似方法和全磁流体力学方法均无法适用于高超声速飞行器流场电磁耦合问题数值模拟及分析的问题,以流场N-S方程求解和电磁场双曲Maxwell方程求解为基础,将相关数值方法深度整合起来,建立了适用于高超声速飞行器流场电磁场耦合分析的全耦合数值模拟方法。对3个经典的磁流体力学算例,Brio-Wu激波管、Orszag-Tang vortex和Strong blast进行了分析,数值模拟结果与文献吻合良好。对典型高超声速飞行器外加偶极子磁场下不同磁雷诺数的流场电磁场耦合问题进行了分析,数值模拟结果表明:在小磁雷诺数Re_(m)=0.125 9时,是否考虑感生磁场对导电流体作用对激波脱体距离和壁面压强分布的影响可以忽略。在中等磁雷诺数Re_(m)=1.889 2时,忽略感生磁场作用会导致过高估计激波脱体距离33.3%,过高估计壁面压强峰值17.5%。文章的数值模拟方法适用于高超声速飞行器典型飞行工况,为高超声速飞行器流场电磁耦合问题分析提供了一种有效方法。
-
关键词
计算流体力学
磁流体力学
全耦合
数值模拟
高超声速飞行器
-
Keywords
Computational fluid dynamics
Magnetohydrodynamics
Full coupling
Numerical simulation
Hypersonic vehicle
-
分类号
V411
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
O361
[理学—流体力学]
-
-
题名一种高效的霍尔电场数值模拟方法
- 2
-
-
作者
李恒
金科
寇勇
李凯
王斌
叶柳青
-
机构
西安电子科技大学空间科学与技术学院
西安电子科技大学广州研究院
陕西省空间超限探测重点实验室
西安电子科技大学应用力学研究中心
-
出处
《力学学报》
北大核心
2025年第1期79-88,共10页
-
基金
国家自然科学基金(12202331)
广东省基础与应用基础研究基金(2021A1515110002)
+1 种基金
陕西省自然科学基础研究计划(2022JQ-028)
中央高校基本科研业务费(XJS211304)资助项目。
-
文摘
针对高超声速飞行器电磁调控分析中霍尔电场高效数值模拟方法的需求,以磁流体动力学基本原理为基础,构造了双曲形式的霍尔电场控制方程.基于自行开发的计算流体力学数值求解框架,在非结构混合网格上通过格心有限体积方法建立了新的霍尔电场数值模拟方法.迎风分裂格式基于Rusanov格式,时间推进基于LU-SGS隐式算法.以立方体区域泊松方程算例和分段电极流动通道霍尔电势算例为例对文章数值方法的准确性、收敛特性以及计算效率进行了考核和验证.数值模拟结果表明,当前数值方法计算结果与传统方法相同,且具有良好的收敛特性,对于立方体区域泊松方程算例,当前方法所需墙上时间为传统方法的28.76%,而对于分段电极流动通道霍尔电势算例,当前方法所需墙上时间仅为传统方法的0.61%.文章提出的新的霍尔电场数值模拟方法具有较高的计算效率.
-
关键词
计算流体力学
磁流体动力学
霍尔效应
泊松方程
数值模拟
-
Keywords
computational fluid dynamics
magnetohydrodynamics
Hall effect
Poisson’s equation
numerical simulation
-
分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
V411.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
O361.3
[理学—流体力学]
-
