一种钝体外形过渡流区气动特性的快速预测方法技术

本发明专利技术属于飞行器气动性能测试技术领域，尤其涉及一种钝体外形过渡流区气动特性的快速预测方法，包括：首先采用给定高度下的DSMC结果确定系数A、B、C值；然后求解桥函数公式中过渡流区待计算高度工况的来流Kn

A fast prediction method for aerodynamic characteristics of bluff body shape transition region

【技术实现步骤摘要】
一种钝体外形过渡流区气动特性的快速预测方法
本专利技术属于飞行器气动性能测试
，尤其涉及一种钝体外形过渡流区气动特性的快速预测方法。
技术介绍
航天器再入过程中经历连续流区、过渡流区及自由分子流区。再入过程中各阶段的气动特性计算，连续流区可采用求解NS方程方法；滑移流区可采用求解滑移修正的NS方程方法；自由分子流区可采用理论求解方法；对于介于滑移流区和自由分子流区之间的过渡流区域，可采用数值方法(DSMC)或工程方法(桥函数关系)。数值方法计算精度高，但计算量太大，不适合气动特性快速评估及方案论证的需要。而稀薄过渡流区的工程方法相对于数值方法计算效率更高，在结合数值方法及实验数据验证的基础之上，可满足初期选型设计的需要。现有过渡流区气动特性的快速求解方法中Lockheed的正弦函数的桥方法应用较为快速方便，但对于不同外形而言经验性较强且精度较低，而Wilmoth等人给出的Erf-log桥函数需要合理精确地给出中值Kn，对于每一个计算姿态角而言，此值往往不同，并且每一个气动特性系数不同，此值亦不同，既使不考虑每一个气动系数确定中值时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钝体外形过渡流区气动特性的快速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)采用给定高度下的DSMC结果确定系数A、B、C值；/n(2)求解桥函数公式中过渡流区待计算高度工况的来流努森数Kn

【技术特征摘要】
1.一种钝体外形过渡流区气动特性的快速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用给定高度下的DSMC结果确定系数A、B、C值；
(2)求解桥函数公式中过渡流区待计算高度工况的来流努森数Kntr及其对应速度下的连续流区气动力系数Ccont及自由分子流区气动力系数Cfm；
(3)采用步骤(1)和步骤(2)确定的系数A、B、C及Kntr、Ccont、Cfm值求解飞行器过渡流区气动力系数Ctr值。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的飞行器过渡流区气动力系数Ctr值为轴向力系数CA、法向力系数CN或俯仰力矩系数Cmz。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体求解步骤如下：
(1.1)给定任一来流努森数Kn′tr(0.01≤Kn′tr≤25)高度下的DSMC气动力系数计算值Ctr′；
(1.2)采用牛顿流公式或NS方程求解给定来流对应速度下的C′cont，采用自由分子流理论公式求解给定来流对应速度下的C′fm值；
(1.3)将步骤(1.1)和(1.2)中所得C′tr、C′cont及C′fm带入式子C′tr＝F′b·C′fm+(1-F′b)·C′cont可求解出F′b值；
(1.4)将F′b带入可求解出
(1.5)将Kn∞＝0.001时，φ＝0；Kn∞＝100时，Kn∞＝Kn...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓文，石磊，龚安龙，杨云军，周伟江，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11