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氣體稀薄效應(yīng)對熱流計算的影響
關(guān)鍵詞：稀薄氣體效應(yīng) 有效導(dǎo)熱系數(shù) 熱流計算 dsmc
摘要：臨近空間高超聲速飛行器的研發(fā)越來越受到關(guān)注。周恒和張涵信在《中國科學(xué)》上的《空氣動力學(xué)的新問題》一文中分析了在此情況下現(xiàn)有的空氣動力學(xué)的不足,其中之一就是需要考慮流場中可能出現(xiàn)的局部稀薄氣體效應(yīng),并且針對臨近空間高超聲速飛行器邊界層進(jìn)行了詳細(xì)的分析。陳杰和趙磊在此基礎(chǔ)上研究了強(qiáng)剪切下的氣體稀薄效應(yīng),給出了判別氣體稀薄效應(yīng)的無量綱參數(shù) Zh ,并提出對傳統(tǒng)連續(xù)介質(zhì)模型中的黏性系數(shù)基于Zh參數(shù)進(jìn)行修正。本文將通過類似的研究方法,采用DSMC (Direct Simulation Monte Carlo)研究純導(dǎo)熱問題中的氣體稀薄效應(yīng),通過對粒子速度分布函數(shù)的分析提出了相應(yīng)的刻畫氣體稀薄效應(yīng)的參數(shù)Zh T,獲得了依賴參數(shù)Zh T的導(dǎo)熱系數(shù)修正規(guī)律,并進(jìn)一步將該修正規(guī)律納入CFD (Computational Fluid Dynamics)計算,驗(yàn)證了該算法對圓柱繞流問題表面熱流預(yù)測的精度。
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