学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

飞行器高速近壁流场对激光加载特性的影响

作　者: 张娜娜
导　师: 徐让书
学　校:
专　业: 人机与环境工程
关键词: 近壁流场凹坑热效应激光加载计算流体力学离散坐标系模型
分类号: V261.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 21次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文建立了流固热耦合计算模型来模拟亚声速近壁流场纵掠有凹坑靶以及靶材固体的传热过程，采用DO热辐射模型模拟激光辐照热效应，不考虑相变过程，仅模拟气流与试件在投射辐射作用下的流场与温度场,来预测激光辐照下靶材壁面的剪应力、传热、传热系数和温度场。模型的原型为流场模拟试验装置的试验区，而且模型已由流场数据进行验证。采用计算流体力学商业软件包求解雷诺平均N-S方程，能量方程和DO辐射换热模型。湍流模型采用雷诺应力输运模型(RSM)。激光加载采用在计算区域的外边界的一束径直照射进行模拟。在试件上有一系列固定尺寸凹坑的条件下建立模型，进行不同大气高度和飞行速度等多种工况下的数值计算，来审查凹坑深度的影响。数值计算在模拟大气高度条件分别为0km、3km、5km以及模拟气流速度分别为Ma0.3、Ma0.4、Ma0.5、Ma0.6、Ma0.7、Ma0.8等工况条件下进行。计算了大量的条件来获得不同空气密度和速度条件。由非稳态数值计算得到流场和温度场的时间历程，根据结果来计算壁面剪应力和传热系数。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-19
  1.1 研究背景  11-14
    1.1.1 高能激光武器介绍  11-14
    1.1.2 课题提出的意义  14
  1.2 国内外研究技术现状  14-16
  1.3 本文研究内容  16
  1.4 本文研究方案  16-18
  1.5 本章小结  18-19
第2章计算方法  19-31
  2.1 流动和传热控制方程  19-20
    2.1.1 质量方程  19
    2.1.2 动量方程  19-20
    2.1.3 能量方程  20
  2.2 可压缩流动基本关系式  20-21
  2.3 湍流模型  21-25
    2.3.1 Reynolds 时均方程方法  21-22
    2.3.2 Reynolds 应力方程法  22-24
    2.3.3 模拟湍动能  24
    2.3.4 模拟耗散率  24-25
    2.3.5 模拟湍流粘性系数  25
    2.3.6 热对流和传质的模拟  25
  2.4 热辐射传递方程及离散坐标热辐射模型  25-31
    2.4.1 热辐射传递方程  25-26
    2.4.2 离散坐标热辐射模型  26-31
第3章计算模型  31-47
  3.1 流场模拟装置  31
  3.2 计算模型  31-37
    3.2.1 计算域和计算网格  31-34
    3.2.2 湍流模型  34
    3.2.3 边界条件  34-36
    3.2.4 物性参数  36-37
  3.3 求解与数据处理  37
  3.4 软件设置及求解计算  37-39
    3.4.1 冷态流场的计算  37-38
    3.4.2 热态流场的计算  38-39
  3.5 数据后处理  39-44
    3.5.1 计算结束后需要给出的数据与仿真图  39-43
    3.5.2 数据与等值线图（仿真图片）的处理  43-44
  3.6 计算模型的验证与确认  44-45
  3.7 本章小结  45-47
第4章计算结果与分析  47-61
  4.1 气流附面层结构  47-52
    4.1.1 流场概貌  47
    4.1.2 近壁区流动边界层结构  47-51
    4.1.3 湍流强度和湍流粘度比  51-52
    4.1.4 边界层温度分布  52
  4.2 壁面剪应力和壁面摩擦系数  52-53
  4.3 壁面加载特性  53-60
    4.3.1 传热过程  53-55
    4.3.2 壁面温度  55-57
    4.3.3 凹坑表面物理量变化趋势汇总  57-60
  4.4 本章小结  60-61
结论  61-63
附录计算结果附图  63-90
参考文献  90-92
致谢  92-93
攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文  93

飞行器高速近壁流场对激光加载特性的影响

内容摘要

全文目录

相似论文