钝体外形气动加热与结构传热一体化数值模拟

• 作者: 李佳伟 李龙飞 杨天鹏 王江峰 王钰涵
• 来源期刊: 推进技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 气动加热 结构传热 一体化方法 长航时 数值模拟
• 年，卷（期）: 2019,（1）
• 所属期刊栏目: 总体与系统
• 页码范围: 33-43
• 页数: 11页
• 分类号: V211.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.170819

摘要

为了提高气动加热与热防护结构传热多物理场数值模拟的稳态计算效率与计算精度,发展了一种基于有限体积法的气动加热与结构传热一体化数值计算方法.该方法将高速流场与结构温度场统一到同一物理场,基于统一的控制方程组,采用基于LU-SGS隐式时间迭代和自适应时间步长的有限体积方法进行求解,避开了传统气动加热与结构传热耦合求解方法在时间域内的所需繁琐数据交替迭代策略.对二维/三维钝体进行一体化数值计算分析,计算结果表明:二维钝体非稳态下,得到2s时圆管驻点温度最高达到390.2K,驻点热流密度和结构温度与参考文献和实验值吻合较好,证明了方法的可靠性和可行性.同时分析了三维钝体应用算例的流-固-热稳态计算特征,计算得到稳态时钝头体结构外壁表面最高温度达到535.6K,表明一体化计算方法可用于长航时飞行条件下的气动加热-结构传热多物理场耦合计算分析,为高速飞行器热防护结构设计与选材提供一定的理论与技术支持.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王江峰	南京航空航天大学航空宇航学院	58	327	9.0	13.0
2	王钰涵	南京航空航天大学航空宇航学院	4	3	1.0	1.0
3	李龙飞	南京航空航天大学航空宇航学院	5	8	2.0	2.0
4	杨天鹏	南京航空航天大学航空宇航学院	6	9	2.0	2.0
5	李佳伟	南京航空航天大学航空宇航学院	5	8	2.0	2.0