臨近空間高超聲速飛行器繞流紅外輻射特性數(shù)值模擬研究.pdf

1、上海交通大學碩士學位論文臨近空間高超聲速飛行器繞流紅外輻射特性數(shù)值模擬研究姓名：張勝濤申請學位級別：碩士專業(yè)：飛行器設計指導教師：劉洪20090201摘要第II頁分組成：流場數(shù)值模擬、輻射強度場數(shù)值模擬和空氣輻射物性計算。在流場數(shù)值模擬部分，為了能夠獲得較為準確的氣動熱數(shù)據(jù)，采用了Jameson中心格式求解基于完全氣體模型的NavierStokes方程組的方法；采用的湍流模型為BaldwinLomax模型。在輻射強度場數(shù)值模擬部分，借鑒

2、封閉腔內(nèi)介質(zhì)輻射換熱數(shù)值計算的思想，通過引入“假想界面”建立了封閉輻射換熱系統(tǒng)計算模型；采用有限體積法（FVM）求解熱輻射傳輸方程。在空氣輻射物性計算部分，采用逐線計算法（LinebyLine）來計算氣體的輻射吸收系數(shù)，所需的氣體譜線參數(shù)由美國HITRAN數(shù)據(jù)庫獲得。高超聲速飛行器設計一般采用乘波體構(gòu)型。本文對乘波體構(gòu)型的基本構(gòu)造原理和設計方法進行了探討，重點介紹了源于楔形流場和正圓錐流場的乘波體構(gòu)型的設計方法，并且根據(jù)高超聲速錐型流的

3、近似解析解建立了錐導乘波體模型。在確立數(shù)值模擬方法的基礎(chǔ)上，編制了相應的計算機程序，實現(xiàn)了流場、空氣輻射物性和輻射強度場的一體化數(shù)值模擬計算。通過實例校驗計算表明，建立的方法和程序具有一定的可靠性。最后，以建立的錐導乘波體構(gòu)型作為合理的飛行器物理模型，計算了其3~5m?波段內(nèi)的紅外輻射特性，計算結(jié)果能夠反映出其紅外輻射特性空間分布規(guī)律，表明本文中建立的數(shù)值模擬方法及相應的計算程序具有一定的可信度。本文的工作為后續(xù)進一步深化研究臨近空間高