数值模拟晶体生长及高超声速飞行器内外流场数值分析
  • 【摘要】

    该文根据动量守恒、质量守恒、热量、熔质在熔融物中的传送规律等物理内涵建立晶体生长的物理模型,以空间MEPHISTO计划布里兹曼竖式定向晶体生长为研究对象,确立了轴对称非定常方程组,深入分析了晶体生长过程中各种边界条件的影响.针对建立的模型,确定了高效的数值计算方法和前后处理系统,采用具有高效率的、先进的有限体积法,求解晶体生长过程中熔融区的Navier-Stokes方程及生长炉的温度场;通过对各种... 展开>>该文根据动量守恒、质量守恒、热量、熔质在熔融物中的传送规律等物理内涵建立晶体生长的物理模型,以空间MEPHISTO计划布里兹曼竖式定向晶体生长为研究对象,确立了轴对称非定常方程组,深入分析了晶体生长过程中各种边界条件的影响.针对建立的模型,确定了高效的数值计算方法和前后处理系统,采用具有高效率的、先进的有限体积法,求解晶体生长过程中熔融区的Navier-Stokes方程及生长炉的温度场;通过对各种工况的数值模拟、分析、对比了重力加速度、温度梯度以及加热器移动速度对界面的晶体生长的有效性,可以加深对材料空间制备物理现象的进一步认识、对空间实验设计的全面了解.该项目的研究成果可以为遥科学系统仿真环境提供数学模型、并可直接应用于空间材料制备实验的辅助设计.该文建立能够模拟三维湍流流场的高精度、高分辩率TVD格式的数值计算软件,以解决具有复杂激波结构和激波、边界层相互干扰的高超声速飞行器内外湍流流场.用所编制的软件对AIFS单侧延伸斜板二元矢量喷管落压比分别为2、4两个工况的流场进行了数值模拟,计算结果与实验数据吻合行较好,说明该方法在计算有激波、分离的复杂流场的可靠性. 收起<<

  • 【作者】

    赵桂萍 

  • 【学科专业】

    空气动力学

  • 【授予学位】

    博士后

  • 【授予单位】

    中国科学院力学研究所

  • 【导师姓名】

    王发民

  • 【学位年度】

    1999

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    遥科学仿真%晶体生长%布里兹曼竖式生长%重力加速度%生长(固液)界面%相变%高超声速飞行器%N-S方程%TVD格式%激波%进气道%喷管%导弹