考虑高温气体效应的Burnett方程数值计算方法研究
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摘要
在量热完全气体三维常规Burnett方程数值计算方法的基础上,结合近年来作者所发展的线性稳定简化常规Burnett方程(Simplified Conventional Burnett,SCB)及热化学非平衡反应关系和高温气体物理模型,首次建立了考虑热力学振动能与化学非平衡效应的三维SCB方程数值计算方法。为验证计算方法的可靠性与鲁棒性,本文针对连续流、滑移流和局部稀薄过渡流条件下二维圆柱、三维钝锥模型(RAM-CⅡ)的高超声速非平衡绕流进行了数值计算,并与考虑滑移边界条件NS方程及飞行试验结果就行了对比分析。数值计算结果表明,滑移与过渡流条件下的高超声速绕流问题中Burnett方程本构关系二阶项对流场结构和物面特性参数的影响不容小觑。针对高空高速临近空间飞行器绕流,流场中往往存在较强连续性假设失效区域,这些区域的稀薄气体效应与高温气体效应需要同时予以考虑,以保证气动特性与流场的精确仿真与预测。
引文