一种三维量热完全气体化学非平衡气动热计算方法技术

技术编号:40768724 阅读:31 留言:0更新日期:2024-03-25 20:17
本发明专利技术公开了一种三维量热完全气体化学非平衡气动热计算方法,基于三维热化学非平衡气体的控制方程的状态方程,根据表征混合气体能量、输运性质的参数和振动能生成的源项,建立多组分气体的初始的三维热化学非平衡气体的控制方程;并依次对其在空间方向和时间方向上进行离散;进而对离散的控制方程进行求解,以完成对三维量热完全气体化学非平衡气动热的计算。本发明专利技术的多组分气体的三维热化学非平衡气体的控制方程,能够实现高超声速问题中的空气分解、离解、电离等多组分介质输运和传热的仿真计算。并且能够涵盖5组分、7组分、11组分及化学平衡流、非平衡流、冻结流,显著提升了高超声速问题分析的适用能力,保证了较高的仿真效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空航天领域和计算机辅助工程的数值仿真方法领域,尤其涉及一种三维量热完全气体化学非平衡气动热计算方法


技术介绍

1、飞行器以高超声速飞行时,周围空气受到强烈压缩后形成强弓形激波使得空气温度急剧升高,激波层内空气在高温下会发生分解、离解、电离等化学反应,随着自由电子的产生会形成高温高压的电离气体层,从而产生“黑障”现象,高温气体的气动加热也会严重影响飞行器的结构强度。因此,准确计算临近空间飞行器所处环境流动特征下的真实气体效应,以及空气热力学性质和组分的改变,对高超声速气动热的预测及热防护等问题具有重要意义。

2、在现有技术中,针对三维量热完全气体化学非平衡气动热计算方法,存在以下缺陷:

3、1)对应化学非平衡流的解耦算法,由yanenko的方向分裂法演变而来,最初是为了求解多尺度流动问题。将时间分裂法应用到带有反应的流动的数值模拟中,对于流动的不同进程或不同方向的流动分别求解,在整个求解过程中,各个子问题可能用到不同的求解方法,如渐进法、隐式方法、显式方法等,然后再将各个解组合起来。解耦法针对每个物理问题所用方法不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种三维量热完全气体化学非平衡气动热计算方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种三维量热完全气体化学非平衡气动热计算方法,其特征在于,所述初始的三维热化学非平衡气体的控制方程,基于如下公式建立:

3.根据权利要求1所述的一种三维量热完全气体化学非平衡气动热计算方法,其特征在于,所述三维热化学非平衡气体的控制方程的状态方程为:

4.根据权利要求1所述的一种三维量热完全气体化学非平衡气动热计算方法,其特征在于,表征混合气体能量的参数包括表示混合气体的单位质量总能E和表示单位质量的总焓H;

5.根据权利要求1所述的一种三...

【技术特征摘要】

1.一种三维量热完全气体化学非平衡气动热计算方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种三维量热完全气体化学非平衡气动热计算方法,其特征在于,所述初始的三维热化学非平衡气体的控制方程,基于如下公式建立:

3.根据权利要求1所述的一种三维量热完全气体化学非平衡气动热计算方法,其特征在于,所述三维热化学非平衡气体的控制方程的状态方程为:

4.根据权利要求1所述的一种三维量热完全气体化学非平衡气动热计算方法,其特征在于,表征混合气体能量的参数包括表示混合气体的单位质量总能e和表示单位质量的总焓h;

5.根据权利要求1所述的一种三维量热完全气体化学非平衡气动...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘新桥张群
申请(专利权)人:英特工程仿真技术大连有限公司
类型:发明
国别省市:

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