高超聲速飛行器氣熱彈多場(chǎng)耦合數(shù)值模擬.pdf

1、高超聲速飛行器具有快速到達(dá)、全球打擊、破環(huán)力大、突防能力強(qiáng)等明顯的軍事優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其優(yōu)越的時(shí)間經(jīng)濟(jì)性預(yù)示著巨大的民用市場(chǎng)潛力和財(cái)富價(jià)值，而成為新時(shí)期各國(guó)研究關(guān)注的熱點(diǎn)。目前高超聲速技術(shù)由美國(guó)與俄羅斯主導(dǎo)，澳大利亞、印度、日本、法國(guó)、英國(guó)等國(guó)也投入大量資本和人力。
　　風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)是高超聲速飛行器研制過程中不可缺少的手段和工具，但風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)飛行情況存在一定差異。數(shù)值模擬結(jié)果可以與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相互印證，且能得到比實(shí)驗(yàn)更細(xì)致、全面的流動(dòng)信

2、息，有利于問題的及早發(fā)現(xiàn)和解決，同時(shí)具有較高的時(shí)間和成本經(jīng)濟(jì)性，而受到各國(guó)研究人員的青睞，在高超聲速飛行器的項(xiàng)目研究中所占的比重逐漸增大。
　　我國(guó)高超聲速技術(shù)起步較晚，理論與技術(shù)基礎(chǔ)準(zhǔn)備不足，相關(guān)研究報(bào)道較少，本文充分利用商用數(shù)值模擬平臺(tái)的便利性與經(jīng)濟(jì)性對(duì)高超聲速流動(dòng)現(xiàn)象、流動(dòng)機(jī)理進(jìn)行有益探索，為相關(guān)研究積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。本文共創(chuàng)建了三個(gè)實(shí)體模型，其中包括著名的X-43A試驗(yàn)飛行器，并成功對(duì)其實(shí)現(xiàn)參數(shù)化，模型修改接受尺寸驅(qū)動(dòng)，更新

3、全程僅需數(shù)秒即可完成。并應(yīng)用ICEM CFD軟件對(duì)三個(gè)飛行器實(shí)體模型采用多種劃分思路獲得高質(zhì)量網(wǎng)格，細(xì)述各網(wǎng)格的拓?fù)涮攸c(diǎn)、設(shè)計(jì)思路與質(zhì)量控制水平和技巧，對(duì)今后外型相似的飛行器實(shí)體建模和網(wǎng)格生成具有一定的借鑒意義。著重對(duì)Model3飛行器模型進(jìn)行了多種飛行條件下的氣動(dòng)、氣熱耦合與氣熱彈耦合計(jì)算研究，分析高超聲速流動(dòng)特點(diǎn)、影響因素和結(jié)構(gòu)與流場(chǎng)的相互影響。
　　本文還介紹了國(guó)內(nèi)外高超聲速技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、主要研究項(xiàng)目進(jìn)展和飛行器型號(hào)及其技