高速动能弹温度场数值模拟

计算物理 ›› 2010, Vol. 27 ›› Issue (6): 861-868.

高速动能弹温度场数值模拟

陈新虹, 周志超, 赵润祥, 许厚谦

南京理工大学动力工程学院, 江苏南京 210094

收稿日期:2009-11-24 修回日期:2010-03-14 出版日期:2010-11-25 发布日期:2010-11-25
作者简介:陈新虹(1983-),女,湖北宜昌,博士生,主要从事计算空气动力学方面的研究,江苏南京孝陵卫200号,南京理工大学动力工程学院研究生办公室210094.
基金资助:
十一·五国防预研项目

Temperature Simulation of Supersonic & Hypersonic Kinetic Energy Projectiles

CHEN Xinhong, ZHOU Zhichao, ZHAO Runxiang, XU Houqian

School of Power Engineering, NUST, Nanjing 210094, China

Received:2009-11-24 Revised:2010-03-14 Online:2010-11-25 Published:2010-11-25

摘要/Abstract

摘要： 随着兵器发射技术和空气动力学技术的发展,动能弹的发射初速和飞行状态正从超声速向高超声速发展,由此产生了气动热问题.准确预测动能弹温度场是其气动力和热防护设计的关键技术.采用CFD预测温度场的方法,包括平衡流流动控制方程及差分格式,构造平衡流通量Jacob矩阵,在差分格式矢通量分裂过程中嵌入平衡流真实气体模型模拟温度场,获得平衡流气体状态方程.对典型高速动能弹热环境进行验证,考察方法的合理性.对设计的一种新型高超声速动能弹温度场进行数值模拟,为其气动设计及热防护提供了较可靠的数据.

关键词: 超声速, 高超声速, 动能弹, 气动热, 数值模拟

Abstract: A method with CFD technology is used for accurate prediction of temperature field of supersonic and hypersonic kinetic energy projectiles.It includes equilibrium flow governing equations and difference scheme,equilibrium flow Jacobian matrixs and equilibrium gas state equations.A real gas equilibrium air model is used to calculate temperature in vector flux split in a difference scheme.Thermal environment for typical high-speed kinetic energy projectile is validated.Rationality of the method is considered.Temperature field of a designed hypersonic kinetic energy projectile is simulated.Reliable numerical data for projectile aerodynamic design and aerodynamic heat protection are provided.

Key words: supersonic, hypersonic, kinetic energy projectile, aerodynamic heat, numerical simulation

中图分类号:

V2113

陈新虹, 周志超, 赵润祥, 许厚谦. 高速动能弹温度场数值模拟[J]. 计算物理, 2010, 27(6): 861-868.

CHEN Xinhong, ZHOU Zhichao, ZHAO Runxiang, XU Houqian. Temperature Simulation of Supersonic & Hypersonic Kinetic Energy Projectiles[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2010, 27(6): 861-868.

[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]	余亦泽, 徐胜利, 张竹鹤, 张梦萍. CH₄/空气简化动力学机理数值验证[J]. 计算物理, 2020, 37(3): 253-262.
[12]	周志超, 许凌飞, 任天荣, 顾村锋. 基于GCV-FFT方法的超声速压缩拐角流场气动光学效应计算[J]. 计算物理, 2020, 37(3): 284-298.
[13]	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.
[14]	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.
[15]	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.