【摘 要】
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该文基于直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法建立了再入飞行器稀薄高超音速绕流的数值模拟方法及通用计算软件,研究分析了"神舟"号飞船返回舱在稀薄过渡流区域的空气动力特性,以
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该文基于直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法建立了再入飞行器稀薄高超音速绕流的数值模拟方法及通用计算软件,研究分析了"神舟"号飞船返回舱在稀薄过渡流区域的空气动力特性,以及流场中的热化学非平衡特性.在DSMC方法中采用结构化贴体网格用于捕捉流场细节,通过跟踪模拟分子的运动轨迹将分子的运动循环、分子排序以及分了与物面的碰撞过程合而为一,提高了计算效率.建立了依赖于碰撞能量的转动松驰概率和依赖于温度的振动松驰概率,采用基于Larsen-Bergnakke模型的能量交换模型模拟分子平动能、转动能和振动能之间进行的交换,通过模拟分子内能的激发和松驰过程验证了所建模型的正确性.采用碰撞分了发生化学反应概率的位阻因子法,给出了高温空气五组元的化学反应模型.DSMC数值模拟结果与自由分子流理论值和低密度风洞在稀薄过渡流的试验数据相当吻合,验证了所建DSMC方法及计算程序的可靠性,获得了一些很好的结论.
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