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基于非线性耦合本构关系模型的尖化前缘气动加热影响研究
1
作者
杨俊沅
李旭东
+3 位作者
曾舒华
赵文文
张赋
陈伟芳
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期2321-2330,共10页
结合数值模拟与风洞试验技术,在高超声速连续/稀薄滑移流条件下对尖化前缘这一典型构型的气动加热影响开展深入研究.在三维有限体积框架下,应用非线性耦合本构关系(nonlinear coupled constitutive relations,NCCR)模型对试验工况下的...
结合数值模拟与风洞试验技术,在高超声速连续/稀薄滑移流条件下对尖化前缘这一典型构型的气动加热影响开展深入研究.在三维有限体积框架下,应用非线性耦合本构关系(nonlinear coupled constitutive relations,NCCR)模型对试验工况下的尖化前缘外形开展数值计算,检验NCCR模型在尖化前缘构型中准确描述局部稀薄非平衡流动和物面气动热的性能.数值结果与实验数据对比表明,在等效高度33 km的风洞试验条件下,NCCR模型计算得到的驻点热流系数峰值同实验值偏差为1.81%,Fay-Riddell公式和纳维−斯托克斯(Navier-Stokes,NS)方程得到的驻点热流系数峰值同实验值偏差均在5%以内,物面其他位置的壁面热流系数计算值与实验值偏差均在10%以内,证明此时飞行器尖化前缘区域局部稀薄气体效应对气动加热影响程度较弱;在等效高度60 km时,飞行器尖化前缘区域附近的局部稀薄气体效应对气动加热的影响较为明显,NS方程计算的驻点热流系数偏差为33.31%,Fay-Riddell公式计算驻点热流系数同实验值偏差为29.5%,NCCR模型计算的驻点热流系数与实验值的偏差为11.77%.体现出NCCR模型求解稀薄非平衡流动的优势.
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关键词
高超声速流动
风洞试验
非线性耦合本构关系
尖化前缘
气动加热
下载PDF
职称材料
飞行器尖化前缘的热结构特性
被引量：
5
2
作者
姜贵庆
张学军
+2 位作者
王淑华
艾邦成
俞继军
《宇航材料工艺》
CAS
CSCD
北大核心
2007年第4期8-11,共4页
在分析尖化前缘热环境特性的基础上,给出了尖化前缘相应的热结构特性的计算和分析,分析结果表明：尖化前缘热流密度在2～3个自由程内下降到原来的1/3,而表面温度仅有10%的下降;高热导率的防热材料可降低前缘的最高表面温度,对非烧蚀热...
在分析尖化前缘热环境特性的基础上,给出了尖化前缘相应的热结构特性的计算和分析,分析结果表明：尖化前缘热流密度在2～3个自由程内下降到原来的1/3,而表面温度仅有10%的下降;高热导率的防热材料可降低前缘的最高表面温度,对非烧蚀热防护十分有利,它还可提高后部的表面温度,增加辐射散热的力度,这是非烧蚀热防护的重要机制.
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关键词
高超声速飞行器
尖化前缘
热结构
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职称材料
高超声速飞行器尖化前缘气动热环境研究
被引量：
6
3
作者
高莹莹
杨凯威
+2 位作者
孔维萱
景昭
杨驰
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2019年第6期112-116,共5页
为了研究高超声速飞行器尖化前缘热环境特点,对尖化前缘外形进行测热测压风洞试验,同时利用数值分析和理论手段开展尖化前缘热环境预示方法研究。获得了两种小尺寸前缘半径尖化前缘外形压力和热流的分布规律,分析了在半径较小的情况下,...
为了研究高超声速飞行器尖化前缘热环境特点,对尖化前缘外形进行测热测压风洞试验,同时利用数值分析和理论手段开展尖化前缘热环境预示方法研究。获得了两种小尺寸前缘半径尖化前缘外形压力和热流的分布规律,分析了在半径较小的情况下,经典的Fay-Riddell驻点热流计算公式和前缘后掠圆柱方法的适用性。研究结果表明,Fay-Riddell公式在小尺寸的情况下已不再适用,采用层流后掠圆柱方法可以模拟尖化前缘中心线上的热环境。
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关键词
高超声速
尖化前缘
测热测压试验
热环境预示
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职称材料
尖化前缘局部稀薄气体效应对气动热影响研究
4
作者
高莹莹
陈政伟
+2 位作者
谢飞
赵小程
杨凯威
《导弹与航天运载技术（中英文）》
CSCD
北大核心
2022年第5期144-147,共4页
为了研究尖化前缘局部稀薄气体效应对气动热环境的影响,对飞行器尖化前缘外形进行测热试验,获得了3种小尺寸前缘半径尖化前缘中心线热流分布规律,同时采用高空稀薄过渡区的气动热环境计算方法开展局部稀薄气体效应的研究。研究结果表明...
为了研究尖化前缘局部稀薄气体效应对气动热环境的影响,对飞行器尖化前缘外形进行测热试验,获得了3种小尺寸前缘半径尖化前缘中心线热流分布规律,同时采用高空稀薄过渡区的气动热环境计算方法开展局部稀薄气体效应的研究。研究结果表明,当飞行器高度增大或局部尺寸减小时会出现稀薄气体效应,需要采用桥函数进行稀薄过渡区的热环境预测,以便更加准确地评估稀薄气体效应对气动热环境的影响。
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关键词
尖化前缘
局部稀薄气体效应
气动热环境
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职称材料
金属尖化前缘模型主动式热疏导性能试验研究
被引量：
4
5
作者
夏吝时
杨凯威
+3 位作者
孔维宣
景昭
邹样辉
杨驰
《装备环境工程》
CAS
2017年第10期82-86,共5页
目的为了更好地解决高超声速飞行器舵、翼前缘及头锥等气动热环境恶劣区域的热防护问题。方法采用主动式热疏导技术,以高温液态合金为工质,设计并制作具有主动式热疏导功能的尖化前缘金属试验模型(R=5 mm)。根据模型外尺寸设计加工一套...
目的为了更好地解决高超声速飞行器舵、翼前缘及头锥等气动热环境恶劣区域的热防护问题。方法采用主动式热疏导技术,以高温液态合金为工质,设计并制作具有主动式热疏导功能的尖化前缘金属试验模型(R=5 mm)。根据模型外尺寸设计加工一套石英灯仿形加热器和热流测试模型,开展地面热环境模拟试验。结果试件在前缘中心温度530℃左右时具有瞬态启动特性。前缘中心和大面积中心最大辐射热流密度分别为1000 kw/m^2和580 kw/m^2,试件在该环境中长时间受热状态下仍具有较好的热疏导能力。试验后试件无工质泄漏和结构破坏,具有一定的可重复使用性。结论可以此热疏导方式结合现有成熟热防护技术进一步开展工程设计与应用。
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关键词
主动式热疏导
高温液态合金
尖化前缘
仿形加热器
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职称材料
题名
基于非线性耦合本构关系模型的尖化前缘气动加热影响研究
1
作者
杨俊沅
李旭东
曾舒华
赵文文
张赋
陈伟芳
机构
浙江大学航空航天学院
北京航天长征飞行器研究所
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期2321-2330,共10页
基金
国家自然科学基金(92271114,92271204,U20B2007和12002306)
中央高校基本科研业务费(226-2022-00172)资助项目.
文摘
结合数值模拟与风洞试验技术,在高超声速连续/稀薄滑移流条件下对尖化前缘这一典型构型的气动加热影响开展深入研究.在三维有限体积框架下,应用非线性耦合本构关系(nonlinear coupled constitutive relations,NCCR)模型对试验工况下的尖化前缘外形开展数值计算,检验NCCR模型在尖化前缘构型中准确描述局部稀薄非平衡流动和物面气动热的性能.数值结果与实验数据对比表明,在等效高度33 km的风洞试验条件下,NCCR模型计算得到的驻点热流系数峰值同实验值偏差为1.81%,Fay-Riddell公式和纳维−斯托克斯(Navier-Stokes,NS)方程得到的驻点热流系数峰值同实验值偏差均在5%以内,物面其他位置的壁面热流系数计算值与实验值偏差均在10%以内,证明此时飞行器尖化前缘区域局部稀薄气体效应对气动加热影响程度较弱;在等效高度60 km时,飞行器尖化前缘区域附近的局部稀薄气体效应对气动加热的影响较为明显,NS方程计算的驻点热流系数偏差为33.31%,Fay-Riddell公式计算驻点热流系数同实验值偏差为29.5%,NCCR模型计算的驻点热流系数与实验值的偏差为11.77%.体现出NCCR模型求解稀薄非平衡流动的优势.
关键词
高超声速流动
风洞试验
非线性耦合本构关系
尖化前缘
气动加热
Keywords
hypersonic flow
wind tunnel test
nonlinear coupled constitutive relations
sharpened leading edge
aerodynamic heating
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
飞行器尖化前缘的热结构特性
被引量：
5
2
作者
姜贵庆
张学军
王淑华
艾邦成
俞继军
机构
航天空气动力技术研究院
出处
《宇航材料工艺》
CAS
CSCD
北大核心
2007年第4期8-11,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(90505015)
文摘
在分析尖化前缘热环境特性的基础上,给出了尖化前缘相应的热结构特性的计算和分析,分析结果表明：尖化前缘热流密度在2～3个自由程内下降到原来的1/3,而表面温度仅有10%的下降;高热导率的防热材料可降低前缘的最高表面温度,对非烧蚀热防护十分有利,它还可提高后部的表面温度,增加辐射散热的力度,这是非烧蚀热防护的重要机制.
关键词
高超声速飞行器
尖化前缘
热结构
Keywords
Spacecraft, Sharp leading edge, Thermal structure
分类号
V218 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
高超声速飞行器尖化前缘气动热环境研究
被引量：
6
3
作者
高莹莹
杨凯威
孔维萱
景昭
杨驰
机构
北京航天长征飞行器研究所
出处
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2019年第6期112-116,共5页
文摘
为了研究高超声速飞行器尖化前缘热环境特点,对尖化前缘外形进行测热测压风洞试验,同时利用数值分析和理论手段开展尖化前缘热环境预示方法研究。获得了两种小尺寸前缘半径尖化前缘外形压力和热流的分布规律,分析了在半径较小的情况下,经典的Fay-Riddell驻点热流计算公式和前缘后掠圆柱方法的适用性。研究结果表明,Fay-Riddell公式在小尺寸的情况下已不再适用,采用层流后掠圆柱方法可以模拟尖化前缘中心线上的热环境。
关键词
高超声速
尖化前缘
测热测压试验
热环境预示
Keywords
hypersonic
sharp leading edge
wind tunnel experiment
heating environment prediction
分类号
O3 [理学—力学]
下载PDF
职称材料
题名
尖化前缘局部稀薄气体效应对气动热影响研究
4
作者
高莹莹
陈政伟
谢飞
赵小程
杨凯威
机构
北京航天长征飞行器研究所
出处
《导弹与航天运载技术（中英文）》
CSCD
北大核心
2022年第5期144-147,共4页
文摘
为了研究尖化前缘局部稀薄气体效应对气动热环境的影响,对飞行器尖化前缘外形进行测热试验,获得了3种小尺寸前缘半径尖化前缘中心线热流分布规律,同时采用高空稀薄过渡区的气动热环境计算方法开展局部稀薄气体效应的研究。研究结果表明,当飞行器高度增大或局部尺寸减小时会出现稀薄气体效应,需要采用桥函数进行稀薄过渡区的热环境预测,以便更加准确地评估稀薄气体效应对气动热环境的影响。
关键词
尖化前缘
局部稀薄气体效应
气动热环境
Keywords
sharp leading edge
local rarefied flow
heating environment
分类号
O3 [理学—力学]
下载PDF
职称材料
题名
金属尖化前缘模型主动式热疏导性能试验研究
被引量：
4
5
作者
夏吝时
杨凯威
孔维宣
景昭
邹样辉
杨驰
机构
北京航天长征飞行器研究所高超声速飞行器防隔热技术中心
出处
《装备环境工程》
CAS
2017年第10期82-86,共5页
基金
中国运载火箭技术研究院2016年创新基金课题"高超声速飞行器端头/尖化前缘主动式热防护技术研究"
文摘
目的为了更好地解决高超声速飞行器舵、翼前缘及头锥等气动热环境恶劣区域的热防护问题。方法采用主动式热疏导技术,以高温液态合金为工质,设计并制作具有主动式热疏导功能的尖化前缘金属试验模型(R=5 mm)。根据模型外尺寸设计加工一套石英灯仿形加热器和热流测试模型,开展地面热环境模拟试验。结果试件在前缘中心温度530℃左右时具有瞬态启动特性。前缘中心和大面积中心最大辐射热流密度分别为1000 kw/m^2和580 kw/m^2,试件在该环境中长时间受热状态下仍具有较好的热疏导能力。试验后试件无工质泄漏和结构破坏,具有一定的可重复使用性。结论可以此热疏导方式结合现有成熟热防护技术进一步开展工程设计与应用。
关键词
主动式热疏导
高温液态合金
尖化前缘
仿形加热器
Keywords
active heat transfer
high temperature liquid alloy
leading edge
profiled heater
分类号
TJ07 [兵器科学与技术—兵器发射理论与技术]
TG174 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于非线性耦合本构关系模型的尖化前缘气动加热影响研究
杨俊沅
李旭东
曾舒华
赵文文
张赋
陈伟芳
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
2
飞行器尖化前缘的热结构特性
姜贵庆
张学军
王淑华
艾邦成
俞继军
《宇航材料工艺》
CAS
CSCD
北大核心
2007
5
下载PDF
职称材料
3
高超声速飞行器尖化前缘气动热环境研究
高莹莹
杨凯威
孔维萱
景昭
杨驰
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2019
6
下载PDF
职称材料
4
尖化前缘局部稀薄气体效应对气动热影响研究
高莹莹
陈政伟
谢飞
赵小程
杨凯威
《导弹与航天运载技术（中英文）》
CSCD
北大核心
2022
0
下载PDF
职称材料
5
金属尖化前缘模型主动式热疏导性能试验研究
夏吝时
杨凯威
孔维宣
景昭
邹样辉
杨驰
《装备环境工程》
CAS
2017
4
下载PDF
职称材料
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