磁场对高超声速弱电离气体流动的影响

摘要

对偶极子磁场作用下的三维钝头体高超声速黏性绕流的化学非平衡流动进行了数值模拟.电导率利用组分公式计算,化学模型为7组元、6反应模型.应用诱导磁场方法将磁场与流场耦合,控制方程的空间离散采用有限体积法,扩散项用中心差分格式,对流项采用二阶迎风格式,时间推进采用3步Runge-Kutta法.计算结果表明,外加偶极子磁场使激渡脱体距离增加,壁面摩擦系数和表面热流密度增大.与无磁场作用时相比,在0.153 T外加磁场作用下,冻结流中的激波脱体距离增加约3倍,局部壁面摩擦系数最大增加63%,局部表面热流密度最大增加61%;而化学非平衡流巾的激波脱体距离增加约0.5倍,局部壁面摩擦系数最大增加47%,局部表面热流密度最大增加31%,且化学非平衡流中激波层内温度的最大值约为冻结流中的64%.