空間羽流對(duì)探月飛行器撞擊效應(yīng)數(shù)值模擬研究.pdf

1、真空發(fā)動(dòng)機(jī)羽流以及羽流撞擊效應(yīng)的研究在現(xiàn)實(shí)和理論上都具有非常重要的意義。與國(guó)外先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室相比,國(guó)內(nèi)在理論上對(duì)羽流問(wèn)題的研究雖然取得了一定的成果,但整體水平相差甚遠(yuǎn),特別是某些領(lǐng)域很少進(jìn)行研究,如真空羽流撞擊效應(yīng)的研究。對(duì)于新一期的探月工程來(lái)說(shuō),真空羽流及其撞擊效應(yīng)的研究越來(lái)越受到人們的重視。
　　本文以真空發(fā)動(dòng)機(jī)羽流場(chǎng)研究為依據(jù),對(duì)以下內(nèi)容做了進(jìn)一步的探索性工作:噴管外二維軸對(duì)稱羽流仿真分析;二維羽流撞擊仿真分析;出口速度及出口數(shù)

2、密度對(duì)壁面撞擊的影響分析;二維羽流回流仿真分析;羽流對(duì)三維衛(wèi)星簡(jiǎn)化模型的撞擊影響分析。
　　真空羽流的研究跨越了不同的領(lǐng)域,主要包括:連續(xù)流、自由分子流及過(guò)渡流等。而本文主要進(jìn)行外流場(chǎng)的研究。首先對(duì)高空羽流的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié),分析現(xiàn)有技術(shù)的特點(diǎn)、不足及將來(lái)的發(fā)展。由于Boltzmann控制方程難以準(zhǔn)確的解決這一問(wèn)題,本文采用DSMC方法,利用Fortran語(yǔ)言進(jìn)行程序編寫,建立運(yùn)動(dòng)與碰撞模塊,進(jìn)行羽流場(chǎng)及其撞擊效應(yīng)的仿真分析。<

3、br>　　通過(guò)Tecplot后處理軟件,將程序所得的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行圖形處理,分析計(jì)算結(jié)果,得到外羽流場(chǎng)內(nèi)溫度、密度、壓力隨著氣體的流動(dòng)迅速的減小,然而馬赫數(shù)不斷的增加;壁面受到的分子撞擊數(shù)與壁面受到的壓力和熱流密度成正比;出口速度越大,壁面受到的分子撞擊數(shù)越多,受到的壓力也越大,反之相反;出口密度越大,壁面受到的分子撞擊數(shù)越多,受到的壓力也越大;飛行器上表面靠近發(fā)動(dòng)機(jī)處受到的羽流撞擊影響比較嚴(yán)重,隨著距離的增加羽流撞擊影響逐漸減弱;飛行器