高超声速升力体飞行器等离子体鞘数值模拟  

Numerical Simulation of Plasma Sheath for a Hypersonic Lifting Body Vehicle

作　　者：吉君君 田正雨[1] 柴金磊 李桦[1] 

机构地区：[1]国防科学技术大学航天科学与工程学院,长沙410073

出　　处：《宇航学报》2016年第11期1384-1391,共8页Journal of Astronautics

基　　金：国家自然科学基金(11472004)

摘　　要：为探究高超声速再入过程中通信“黑障”的影响因素，基于一种化学反应平衡气体组分模型，采用有限体积法求解三维全N—S方程，数值方法采用AUSMPW＋格式和Lu-SGS隐式求解方法，模拟典型球锥体的高超声速流场，得到的电子数密度分布同RAM-CII飞行试验数据吻合良好。并针对一种升力体外形飞行器进行计算，选取高度范围35—55km、马赫数12～25、攻角10°～30°共14个飞行状态，得到了不同状态下的飞行器周围的电子数密度分布情况，对比分析发现电子数密度值与飞行高度、马赫数以及攻角的大小关系密切。In order to investigate the influence factors of the reentry blackout, based on a calculation method for equilibrium gas chemical reaction model components, using the finite volume method to solve the three-dimensional N-S equations, and using AUSMPW ＋ scheme and LU-SGS implicit method, the typical sphere cone hypersonic flow field is simulated. The electron density distribution is in good agreement with the data of flight test . Also, the electron density of a lifting body vehicle is calculated, with a range of altitudes of 35 -55 km, Mach numbers of 12 ~ 25 and attack angles of 10° - 30°. Some conclusions of the electron distribution are obtained.

关 键 词：高超声速 再入 等离子体鞘 化学反应平衡 电子数密度 升力体 

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]