连续/稀薄统一的气体动力学NCCR理论及其三维验证

XIAO Hong ¹肖洪 ²SHI Yangyang ¹师羊羊 ²SHANG Yuhe ¹商雨禾²

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作者信息

1. School of Power and Energy,Northwestern Polytechnical University,Xi'an Shaanxi 710072
2. 西北工业大学动力与能源学院,陕西西安710072
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摘要

从微观Boltzmann方程出发直接导出的流动守恒方程和非守恒量(粘性应力、热传导等)耦合输运方程构建了新的连续/稀薄统一的气体动力学NCCR理论体系.NCCR理论在连续区域演化为传统NS方程,在稀薄区域其得到了实验验证,其为解决航天器返回大气层、临近空间飞行器空气动力学问题的提供了新的研究途径.为解决NCCR模型强非线性难题,本文发展了间断伽辽金求解NCCR和守恒方程的数值算法,并对典型圆柱绕流、三维高超构型流场进行了数值计算和验证.验证结果表明,在稀薄领域NCCR准确捕捉到了流场信息.同时三维验证表明NCCR模型在求解连续稀薄耦合流场特别是稀薄效应显著的背风区,相比于NS方程更吻合于实验结果,证明了NCCR建立连续/稀薄统一的气体动力学数力理论的可能性.

关键词

航天器/气体动力学/非线性耦合本构方程理论/数值计算

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主办单位

中国载人航天工程办公室

会议名称

2014年第三届载人航天学术大会

会议时间

2014-11-13

会议地点

成都

会议母体文献

2014年第三届载人航天学术大会论文集

页码

68-73

出版时间

2014

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