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气动热作用下的充气式减速器性能研究
被引量:
4
1
作者
王帅
余莉
+1 位作者
张章
曹旭
《航天返回与遥感》
CSCD
2019年第2期33-42,共10页
为了解高超声速再入时气动热载荷对充气式减速器柔性结构的影响,文章基于松散耦合方法开展了极端热载荷工况下的耦合数值研究。文章首先建立了流固耦合和热固耦合两种模型,分别对比研究了气动力和气动热两种气动载荷对蒙皮结构的影响。...
为了解高超声速再入时气动热载荷对充气式减速器柔性结构的影响,文章基于松散耦合方法开展了极端热载荷工况下的耦合数值研究。文章首先建立了流固耦合和热固耦合两种模型,分别对比研究了气动力和气动热两种气动载荷对蒙皮结构的影响。结果表明,气动热对结构的影响远大于气动力,在高超声速再入时应重点考虑。之后研究了气动热载荷下充气式减速器防热层各功能层温度分布,结果表明,绝热层隔热效果最为显著,绝热层导热系数增大一倍,内部最高温度升高21.7%,热变形最大值升高10.7%。上述成果为充气式减速器的设计提供了一定的理论依据。
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关键词
热固耦合
数值模拟
高超
声速
充气
式
减速器
航天返回
下载PDF
职称材料
钝体高超声速气动加热与结构热传递耦合的数值计算
被引量:
48
2
作者
夏刚
刘新建
+1 位作者
程文科
秦子增
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2003年第1期35-39,共5页
气动加热与结构热传递耦合问题在航天和工程应用领域非常重要。分别采用松耦合与紧耦合方法,数值模拟了高超声速二维圆管绕流的流场与结构传热耦合的非定常过程。在紧耦合方法中,流场部分采用基于Navier Stokes方程的有限体积法,将AUSM...
气动加热与结构热传递耦合问题在航天和工程应用领域非常重要。分别采用松耦合与紧耦合方法,数值模拟了高超声速二维圆管绕流的流场与结构传热耦合的非定常过程。在紧耦合方法中,流场部分采用基于Navier Stokes方程的有限体积法,将AUSM+格式与时间方向的显式多步Runge Kutta法结合;结构传热部分采用基于二维热传导方程的Galerkin有限元法。流场与结构区通过交界面的热流和温度边界条件实现耦合。计算结果分别与实验、文献做了对比,结构内部温度变化关系以及壁面的热流分布均较好地吻合。两种耦合方式的计算结果对比表明,对于流场特征时间远小于结构传热特征时间的问题,松耦合方法计算效率高,精度与紧耦合方法接近。
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关键词
耦合计算
结构传热
气动
加热
数值计算
高超
声速
二维圆管绕流
流场
航天回收系统
充气
式防热罩
下载PDF
职称材料
充气式气动减速器气动特性数值分析
3
作者
任秋阳
孙智
张彤
《江苏航空》
2019年第1期18-21,共4页
根据'中国火星探测计划'的任务规划,我国预计将在2020年实现火星着陆巡视。要想顺利实现火星探测器的软着陆,精准地掌控从进入大气到着陆的EDL过程至关重要。EDL过程通常分为气动减速、降落伞减速、动力减速和着陆缓冲4个阶段[1]。
关键词
气动
减速器
超
声速
充气
式
火星大气
来流攻角
气动
特性
气动
载荷
开伞速度
回流区长度
滞止压力
原文传递
柔性热防护系统及相关热考核试验
被引量:
2
4
作者
张友华
陈智铭
+2 位作者
陈连忠
陈海群
谢旭
《宇航材料工艺》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期27-36,共10页
柔性热防护系统为高超声速充气气动减速器的防热需求而发展,主要为大质量地球再入及未来火星的进入、下降和着陆系统的防热而研发。本文介绍了美国针对高超声速充气气动减速器已经进行和正在策划的飞行试验情况以及火星进入、下降和着...
柔性热防护系统为高超声速充气气动减速器的防热需求而发展,主要为大质量地球再入及未来火星的进入、下降和着陆系统的防热而研发。本文介绍了美国针对高超声速充气气动减速器已经进行和正在策划的飞行试验情况以及火星进入、下降和着陆系统对柔性热防护系统的使用热环境需求。对柔性热防护系统的基本组成进行了介绍,详细描述柔性热防护系统的相关热考核试验。
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关键词
柔性热防护系统
高超声速充气气动减速器
热考核试验
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职称材料
改进k-ω-γ转捩模式对不同雷诺数下HIAD的转捩预测
被引量:
2
5
作者
刘宏康
陈坚强
+1 位作者
向星皓
赵雅甜
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期50-59,共10页
高超声速充气式柔性减速器(HIAD)在气动力作用下会变形为波纹状,从而促进流动转捩为湍流,准确预测其转捩位置和壁面热流对热防护系统的设计至关重要。拓展了分离诱导转捩预测性能的改进k-ω-γ模式,同时具备对第1模态、第2模态、横流模...
高超声速充气式柔性减速器(HIAD)在气动力作用下会变形为波纹状,从而促进流动转捩为湍流,准确预测其转捩位置和壁面热流对热防护系统的设计至关重要。拓展了分离诱导转捩预测性能的改进k-ω-γ模式,同时具备对第1模态、第2模态、横流模态以及流动分离失稳的预测能力。本文将其应用于不同雷诺数下壁面波纹变形的HIAD边界层转捩预测,并与原始k-ω-γ模式的预测结果进行了对比,以评估和验证其对复杂转捩现象的预测性能。在此基础上,细致剖析了改进k-ω-γ模式的转捩预测机制。结果表明,改进k-ω-γ转捩模式可准确预测不同来流雷诺数下HIAD的转捩起始位置、转捩阵面形态和壁面热流分布。波纹壁面波峰处的转捩预测主要由构造的分离间歇因子猝发。而在波谷位置,第1模态、横流模态以及流动分离的贡献都很重要。以上研究显示了改进k-ω-γ模式在复杂外形中的应用潜力,可为多重不稳定耦合作用下的转捩预测方法发展提供参考。
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关键词
边界层转捩
转捩模式
柔性
减速器
高超
声速
气动
热
原文传递
题名
气动热作用下的充气式减速器性能研究
被引量:
4
1
作者
王帅
余莉
张章
曹旭
机构
南京航空航天大学航空宇航学院
清华大学航天航空学院
北京空间机电研究所
出处
《航天返回与遥感》
CSCD
2019年第2期33-42,共10页
基金
国家自然科学基金资助(11602018)
江苏高校优势学科建设工程
文摘
为了解高超声速再入时气动热载荷对充气式减速器柔性结构的影响,文章基于松散耦合方法开展了极端热载荷工况下的耦合数值研究。文章首先建立了流固耦合和热固耦合两种模型,分别对比研究了气动力和气动热两种气动载荷对蒙皮结构的影响。结果表明,气动热对结构的影响远大于气动力,在高超声速再入时应重点考虑。之后研究了气动热载荷下充气式减速器防热层各功能层温度分布,结果表明,绝热层隔热效果最为显著,绝热层导热系数增大一倍,内部最高温度升高21.7%,热变形最大值升高10.7%。上述成果为充气式减速器的设计提供了一定的理论依据。
关键词
热固耦合
数值模拟
高超
声速
充气
式
减速器
航天返回
Keywords
thermo-structure interaction
numerical simulation
hypersonic
inflatable decelerator
space recovery
分类号
V445.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
下载PDF
职称材料
题名
钝体高超声速气动加热与结构热传递耦合的数值计算
被引量:
48
2
作者
夏刚
刘新建
程文科
秦子增
机构
国防科技大学航天与材料工程学院
出处
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2003年第1期35-39,共5页
文摘
气动加热与结构热传递耦合问题在航天和工程应用领域非常重要。分别采用松耦合与紧耦合方法,数值模拟了高超声速二维圆管绕流的流场与结构传热耦合的非定常过程。在紧耦合方法中,流场部分采用基于Navier Stokes方程的有限体积法,将AUSM+格式与时间方向的显式多步Runge Kutta法结合;结构传热部分采用基于二维热传导方程的Galerkin有限元法。流场与结构区通过交界面的热流和温度边界条件实现耦合。计算结果分别与实验、文献做了对比,结构内部温度变化关系以及壁面的热流分布均较好地吻合。两种耦合方式的计算结果对比表明,对于流场特征时间远小于结构传热特征时间的问题,松耦合方法计算效率高,精度与紧耦合方法接近。
关键词
耦合计算
结构传热
气动
加热
数值计算
高超
声速
二维圆管绕流
流场
航天回收系统
充气
式防热罩
Keywords
coupled simulation
structural thermal
heat penetration
hypersonic
分类号
V211 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
V445.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
下载PDF
职称材料
题名
充气式气动减速器气动特性数值分析
3
作者
任秋阳
孙智
张彤
机构
南京航空航天大学
出处
《江苏航空》
2019年第1期18-21,共4页
文摘
根据'中国火星探测计划'的任务规划,我国预计将在2020年实现火星着陆巡视。要想顺利实现火星探测器的软着陆,精准地掌控从进入大气到着陆的EDL过程至关重要。EDL过程通常分为气动减速、降落伞减速、动力减速和着陆缓冲4个阶段[1]。
关键词
气动
减速器
超
声速
充气
式
火星大气
来流攻角
气动
特性
气动
载荷
开伞速度
回流区长度
滞止压力
分类号
V476.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
V411 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
柔性热防护系统及相关热考核试验
被引量:
2
4
作者
张友华
陈智铭
陈连忠
陈海群
谢旭
机构
中国航天空气动力技术研究院
电弧等离子应用装备北京市重点实验室
出处
《宇航材料工艺》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期27-36,共10页
文摘
柔性热防护系统为高超声速充气气动减速器的防热需求而发展,主要为大质量地球再入及未来火星的进入、下降和着陆系统的防热而研发。本文介绍了美国针对高超声速充气气动减速器已经进行和正在策划的飞行试验情况以及火星进入、下降和着陆系统对柔性热防护系统的使用热环境需求。对柔性热防护系统的基本组成进行了介绍,详细描述柔性热防护系统的相关热考核试验。
关键词
柔性热防护系统
高超声速充气气动减速器
热考核试验
Keywords
Flexible thermal protection system
Hypersonic inflatable aerodynamic decelerators
Heating tests
分类号
TU55 [建筑科学—建筑技术科学]
TK1 [动力工程及工程热物理—热能工程]
下载PDF
职称材料
题名
改进k-ω-γ转捩模式对不同雷诺数下HIAD的转捩预测
被引量:
2
5
作者
刘宏康
陈坚强
向星皓
赵雅甜
机构
中南大学交通运输工程学院
中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室
中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期50-59,共10页
基金
国家自然科学基金(11902367,12202506)
湖南省自然科学基金(S2021JJQNJJ2716,S2021JJQNJJ2519)
空气动力学国家重点实验室开放课题(SKLA-20200202)。
文摘
高超声速充气式柔性减速器(HIAD)在气动力作用下会变形为波纹状,从而促进流动转捩为湍流,准确预测其转捩位置和壁面热流对热防护系统的设计至关重要。拓展了分离诱导转捩预测性能的改进k-ω-γ模式,同时具备对第1模态、第2模态、横流模态以及流动分离失稳的预测能力。本文将其应用于不同雷诺数下壁面波纹变形的HIAD边界层转捩预测,并与原始k-ω-γ模式的预测结果进行了对比,以评估和验证其对复杂转捩现象的预测性能。在此基础上,细致剖析了改进k-ω-γ模式的转捩预测机制。结果表明,改进k-ω-γ转捩模式可准确预测不同来流雷诺数下HIAD的转捩起始位置、转捩阵面形态和壁面热流分布。波纹壁面波峰处的转捩预测主要由构造的分离间歇因子猝发。而在波谷位置,第1模态、横流模态以及流动分离的贡献都很重要。以上研究显示了改进k-ω-γ模式在复杂外形中的应用潜力,可为多重不稳定耦合作用下的转捩预测方法发展提供参考。
关键词
边界层转捩
转捩模式
柔性
减速器
高超
声速
气动
热
Keywords
boundary layer transition
transition model
flexible decelerator
hypersonic
aerothermodynamic
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]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
气动热作用下的充气式减速器性能研究
王帅
余莉
张章
曹旭
《航天返回与遥感》
CSCD
2019
4
下载PDF
职称材料
2
钝体高超声速气动加热与结构热传递耦合的数值计算
夏刚
刘新建
程文科
秦子增
《国防科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2003
48
下载PDF
职称材料
3
充气式气动减速器气动特性数值分析
任秋阳
孙智
张彤
《江苏航空》
2019
0
原文传递
4
柔性热防护系统及相关热考核试验
张友华
陈智铭
陈连忠
陈海群
谢旭
《宇航材料工艺》
CAS
CSCD
北大核心
2016
2
下载PDF
职称材料
5
改进k-ω-γ转捩模式对不同雷诺数下HIAD的转捩预测
刘宏康
陈坚强
向星皓
赵雅甜
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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