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作者:周学文;张晨辉;吕水燕;刘禁;巴玮韬;
单位:中国兵器工业试验测试研究院;
摘要:气动热研究在火箭橇试验中具有至关重要的作用,它不仅能够为火箭橇的结构设计提供关键依据,还能确保其在高速运行中的安全性和可靠性。文章重点研究了空间离散格式、湍流模型、法向第一层网格高度等因素对气动热计算结果的影响,并以典型高速火箭橇简化模型为研究对象,开展了详细的气动热计算,通过分析橇体关键特征位置热流分布规律,揭示了轨道反射激波和整流帽对舱体侧面的干扰机制。此外,基于某单轨火箭橇试验数据,对仿真与实验结果的一致性进行了定量分析。研究结果表明:(1)火箭橇气动热预示中,空间离散格式宜选用Roe格式,湍流模型宜采用S-A模型,且法向第一层网格高度应不大于1×10~(-7) m;(2)典型橇体中无干扰区域的热流峰值为24 050 kW/m~2,主要集中在连接段;轨道反射激波在锥段舱体下半部分形成干扰,整流帽对舱体侧面形成明显的干扰,均使得干扰区域热流显著增大;(3)温度仿真结果与试验结果的最大偏差为17.88%,表明该数值方法可用于后续火箭橇气动热预测。本文的研究成果为火箭橇试验的工程应用提供了重要的理论支持。
关键词:火箭橇;;数值模拟;;气动热;;热流密度;;试验验证
基金资助:国防科技创新特区项目(20-163-16-ZD-005-007-01)