高超聲速飛行器氣熱彈多場耦合數值模擬

高超聲速飛行器氣熱彈多場耦合數值模擬

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文集編號: 2015012005257

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文檔介紹

高超聲速飛行器具有快速到達、全球打擊、破環力大、突防能力強等明顯的軍事優勢,同時其優越的時間經濟性預示著巨大的民用市場潛力和財富價值,而成為新時期各國研究關注的熱點。目前高超聲速技術由美國與俄羅斯主導,澳大利亞、印度、日本、法國、英國等國也投入大量資本和人力。風洞實驗是高超聲速飛行器研制過程中不可缺少的手段和工具,但風洞試驗結果與真實飛行情況存在一定差異。數值模擬結果可以與實驗數據相互印證,且能得到比實驗更細致、全面的流動信息,有利于問題的及早發現和解決,同時具有較高的時間和成本經濟性,而受到各國研究人員的青睞,在高超聲速飛行器的項目研究中所占的比重逐漸增大。我國高超聲速技術起步較晚,理論與技術基礎準備不足,相關研究報道較少,本文充分利用商用數值模擬平臺的便利性與經濟性對高超聲速流動現象、流動機理進行有益探索,為相關研究積累數據和經驗。本文共創建了三個實體模型,其中包括著名的X-43A試驗飛行器,并成功對其實現參數化,模型修改接受尺寸驅動,更新全程僅需數秒即可完成。并應用ICEM CFD軟件對三個飛行器實體模型采用多種劃分思路獲得高質量網格,細述各網格的拓撲特點、設計思路與質量控制水平和技巧,對今后外型相似的飛行器實體建模和網格生成具有一定的借鑒意義。著重對Model3飛行器模型進行了多種飛行條件下的氣動、氣熱耦合與氣熱彈耦合計算研究,分析高超聲速流動特點、影響因素和結構與流場的相互影響。本文還介紹了國內外高超聲速技術的發展現狀、主要研究項目進展和飛行器型號及其技術發展歷程。概述幾何構成基礎知識與CAD的現代技術發展現狀,在UG三維造型軟件平臺上探討幾何建模思路與特點。著重介紹了分塊結構化網格的優勢、分塊策略、拼接方式等。

貢獻者

李海琳新來的

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