再入飞行器等离子体预测与气体组分相关性

计算物理 ›› 2015, Vol. 32 ›› Issue (1): 27-32.

再入飞行器等离子体预测与气体组分相关性

苗文博, 黄飞, 程晓丽, 俞继军

中国航天空气动力技术研究院, 北京 100074

收稿日期:2013-12-30 修回日期:2014-04-11 出版日期:2015-01-25 发布日期:2015-01-25
作者简介:苗文博(1980-),男,博士,高级工程师,主要从事非平衡流研究,E-mail:tingles@126.com

Plasma Prediction of Reentry Vehicle and Gas Components

MIAO Wenbo, HUANG Fei, CHENG Xiaoli, YU Jijun

China Academy of Aerospace and Aerodynamics, P. O. Box 7201-16, Beijing 100074, China

Received:2013-12-30 Revised:2014-04-11 Online:2015-01-25 Published:2015-01-25
Contact: 黄飞(1982-),高级工程师,E-mail:huang05013@163.com

摘要/Abstract

摘要： 对一类大钝头再入飞行器,理论分析电子密度预测与气体组分的相关性,使用经验证的数值模拟方法研究化学反应模型对等离子体预测的影响.研究发现:马赫数是影响等离子体预测与气体组分相关性的重要参数,马赫数越高,不同气体组分模型所得电子密度差异越大.气体组分模型对等离子体预测的影响在驻点强压缩区域和身部位置基本一致.对于大钝头再入飞行器,高度H=60 km,马赫数大于23时应该采用11组分化学反应模型.

关键词: 再入飞行器, 等离子体, 气体组分, 化学反应模型, 数值模拟

Abstract: Hypersonic flows around a blunt body are studied with numerical simulation and theoretical analysis.Correlations between plasma prediction and gas components are obtained.It shows that it is Mach number which affects the peak number density of electrons.Numerical simulation agrees with theoretical analysis well.Differences between two gas models get greater as Mach number increases.The differences follow same trend at back taper with stagnation region.A 11-species chemical model should be applied to increase accuracy when reentry capsule flight at height of 60 km and Mach number is over 23.

Key words: reentry vehicle, plasma, gas components, chemical reaction model, numerical simulation

中图分类号:

V211.3

苗文博, 黄飞, 程晓丽, 俞继军. 再入飞行器等离子体预测与气体组分相关性[J]. 计算物理, 2015, 32(1): 27-32.

MIAO Wenbo, HUANG Fei, CHENG Xiaoli, YU Jijun. Plasma Prediction of Reentry Vehicle and Gas Components[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2015, 32(1): 27-32.

[1]	刘利, 牛胜利, 朱金辉, 左应红, 谢红刚, 商鹏. 临近空间核爆炸碎片云运动的数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 521-528.
[2]	吴丽媛, 张素英. 自旋相关光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的基态[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 617-623.
[3]	杜旭林, 程林松, 牛烺昱, 陈玉明, 曹仁义, 谢永红. 考虑水力压裂缝和天然裂缝动态闭合的三维离散缝网数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(4): 453-464.
[4]	孙梦营, 马明, 过海龙, 姚孟君, 徐猛, 张莹. 零重力点热源马兰戈尼FTM数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(2): 191-200.
[5]	赵腾飞, 张华. 气泡碰撞过程中形变及破碎现象分析[J]. 计算物理, 2022, 39(1): 41-52.
[6]	关富荣, 李成乾, 邓敏艺. 激发介质相对不应态对螺旋波动力学行为的影响[J]. 计算物理, 2021, 38(6): 749-756.
[7]	王俊捷, 寇继生, 蔡建超, 潘益鑫, 钟振. 基于Tolman长度的Lucas-Washburn渗吸模型改进及数值模拟[J]. 计算物理, 2021, 38(5): 521-533.
[8]	杨展康, 牛奕. 温度及围护通风对独头巷道氡浓度分布的影响[J]. 计算物理, 2021, 38(4): 456-464.
[9]	胡少亮, 徐小文, 郑宇腾, 赵振国, 王卫杰, 徐然, 安恒斌, 莫则尧. 系统级封装应用中时谐Maxwell方程大规模计算的求解算法:现状与挑战[J]. 计算物理, 2021, 38(2): 131-145.
[10]	陈皓, 蔡汝铭. 平流层飞艇气动外形优化设计:螺旋桨的影响[J]. 计算物理, 2020, 37(5): 562-570.
[11]	刘祖光, 李新霞, 杨明. 低混杂波高N_‖分量对EAST等离子体电流驱动的影响[J]. 计算物理, 2020, 37(4): 467-472.
[12]	王子墨, 李凌. 超短激光打孔中快速相变的格子玻尔兹曼模拟[J]. 计算物理, 2020, 37(3): 299-306.
[13]	王智, 邹高域, 宫敬, 白剑锋, 翟博文. 一维双流体模型的压力修正算法[J]. 计算物理, 2019, 36(4): 413-420.
[14]	张珑慧, 由长福. 基于有限体积虚拟区域方法的两相流动直接模拟[J]. 计算物理, 2019, 36(3): 291-297.
[15]	徐丞君, 徐胜利. SPH二阶粒子近似光滑函数的充分条件及数值验证[J]. 计算物理, 2019, 36(1): 25-38.