基于混合网格上的高温非平衡流的数值模拟

摘要

新一代再入飞行器及空间传输系统需要了解其飞行时的气动问题及热力学问题.数值模拟高空、低密度、高熵及非平衡流动是一具有挑战性的问题.本文针对带座舱飞船高超声速再入大气过程中存在的严重气动加热现象,利用混合网格及Osher逆风格式,数值求解了三维化学非平衡Navier-Stokes方程,其中化学模型是5组分17个化学反应的空气化学模型,对带座舱飞船再入高度为40 km和马赫数为20,10的化学非平衡流场进行了数值模拟,给出了迎角为0°和20°情况下的各个组分的密度分布、压力等参数,并与量完全气体的计算结果进行了比较.