耦合辐射的三维热化学非平衡流数值模拟

计算物理 ›› 2008, Vol. 25 ›› Issue (4): 421-426.

耦合辐射的三维热化学非平衡流数值模拟

王逸斌, 伍贻兆, 刘学强

南京航空航天大学航空宇航学院, 江苏南京 210016

收稿日期:2007-04-10 修回日期:2007-07-23 出版日期:2008-07-25 发布日期:2008-07-25
作者简介:王逸斌(1980-),男,江苏,博士,从事高超声速流场气动热和热辐射计算的研究,南京航空航天大学601教研室210016.

Simulation of 3D Hypersonic Ionized and Radiating Flows in Thermal and Chemical Nonequilibrium

WANG Yibin, WU Yizhao, LIU Xueqiang

College of Aerospace Engineering, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, China

Received:2007-04-10 Revised:2007-07-23 Online:2008-07-25 Published:2008-07-25

摘要/Abstract

摘要： 发展耦合辐射的三维热化学非平衡流场计算方法,可用于非结构网格.采用Jameson有限体积法求解耦合辐射源项的三维N-S方程.辐射源项通过求解辐射输运方程(Radiative Transport Equation RTE)获得.在空间方向上离散后,采用有限体积法求解辐射输运方程.化学模型包含11个组元,20个化学反应.采用该数值方法计算MUSES-C模型在速度为11.6 km·s^-1时的绕流流场及前驻点处的辐射热流密度.并通过对比,分析热辐射对流场的影响.

关键词: 计算流体力学, 热辐射, 热化学非平衡

Abstract: A numerical method applicable to unstructured mesh is proposed to compute 3D hypersonic ionized and radiating flowfields in thermo-chemical nonequilibrium. The flowfield is described with multi-specy N-S equations. The chemical model includes 11 species(O₂, N₂, O,N, NO, NO⁺, N⁺, O+, N₂⁺, O₂⁺, e^-) and 20 reactions. For thermal nonequilibrium effect, a two temperature model is considered. Radiation transfer equation (RTE) is solved with finite volume method. Numerical result on MUSES-C is shown and compared with referenced data. Influence of radiation on flowfield is discussed.

Key words: computational fluid dynamics, radiation, thermo-chemical nonequilibrium flow

中图分类号:

V211.3

王逸斌, 伍贻兆, 刘学强. 耦合辐射的三维热化学非平衡流数值模拟[J]. 计算物理, 2008, 25(4): 421-426.

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