臨近空間減速器作為一類具有重要應(yīng)用價(jià)值的飛行器模型,在太空計(jì)劃及促進(jìn)臨近空間高動(dòng)態(tài)飛行器研究中具有重要的戰(zhàn)略意義和實(shí)用價(jià)值。然而,由于臨近空間復(fù)雜的環(huán)境構(gòu)成,大范圍、跨流域的流場(chǎng)參數(shù),導(dǎo)致對(duì)于該環(huán)境下的流場(chǎng)研究,氣動(dòng)特性研究十分欠缺。已有的研究多是基于傳統(tǒng)的N-S方法,而N-S方法在該環(huán)境下會(huì)發(fā)生連續(xù)假設(shè)失效的問(wèn)題,這直接導(dǎo)致了其數(shù)值模擬結(jié)果的不可靠性。同時(shí),我們發(fā)現(xiàn),在實(shí)驗(yàn)?zāi)M方面,對(duì)于再入減速器,難以模擬其在真實(shí)再入過(guò)程中高到數(shù)十馬赫的高速流場(chǎng)結(jié)構(gòu)。因此,在本文的研究中,我們著重進(jìn)行了基于DSMC的再入減速器氣動(dòng)特性分析。首先為了驗(yàn)證我們所采用研究方法的可靠性,本文在第二章對(duì)于一些經(jīng)典的帶有實(shí)驗(yàn)結(jié)果,數(shù)值結(jié)果以及理論值的模型,通過(guò)四個(gè)具有代表性的算例,對(duì)比驗(yàn)證了程序的可靠性。緊接著,為了對(duì)再入減速器問(wèn)題有一個(gè)透徹的認(rèn)識(shí),我們采用循序漸進(jìn),由簡(jiǎn)入繁的方式在第三章中,對(duì)于二維典型模型進(jìn)行了稀薄效應(yīng)的影響探究,得到了量化的結(jié)論,填補(bǔ)了該領(lǐng)域的空白。最后,我們通過(guò)對(duì)再入模型的分析,選擇了廣泛應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行模擬,得到了針對(duì)臨近空間再入減速器的一系列流場(chǎng)參數(shù)變化規(guī)律。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V211
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究模型選取及數(shù)值方法確定
        1.1.2 高超聲速減速器的研究現(xiàn)狀
        1.1.3 稀薄氣體效應(yīng)的研究現(xiàn)狀
    1.2 本文研究的主要邏輯
        1.2.1 研究思路與研究方案
        1.2.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    1.3 本文的主要內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 DSMC方法和算例驗(yàn)證
    2.1 DSMC方法介紹
    2.2 DSMC一般算例驗(yàn)證
        2.2.1 平板
        2.2.2 圓柱
        2.2.3 尖劈
        2.2.4 雙橢球模型
    2.3 本章小結(jié)
第三章 稀薄氣體效應(yīng)對(duì)高超聲速典型流動(dòng)結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律研究
    3.1 平板
        3.1.1 流場(chǎng)結(jié)構(gòu)
        3.1.2 邊界層厚度
        3.1.3 壁面壓力系數(shù)
        3.1.4 平板結(jié)論總結(jié)
    3.2 平板擾流
        3.2.1 流場(chǎng)結(jié)構(gòu)
        3.2.2 激波脫體距離
        3.2.3 回流區(qū)大小
        3.2.4 壁面壓力系數(shù)
        3.2.5 平板擾流結(jié)論總結(jié)
第四章 稀薄氣體效應(yīng)對(duì)再入減速器的氣動(dòng)特性分析
    4.1 再入器模型選擇及參數(shù)詳述
        4.1.1 影響外形參數(shù)的因素
        4.1.2 本文再入的減速器模型選擇
    4.2 不同稀薄程度及攻角對(duì)阻力系數(shù)的影響
    4.3 不同稀薄程度及攻角對(duì)壁面壓力系數(shù)的影響
    4.4 不同稀薄程度及攻角對(duì)力矩系數(shù)的影響
    4.5 不同稀薄及攻角對(duì)溫度場(chǎng)及熱流系數(shù)的影響
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
    5.1 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)
    5.2 后續(xù)研究工作
參考文獻(xiàn)
致謝
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【參考文獻(xiàn)】

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