《激波與邊界層干擾下高超聲速氣動熱的高精度數值模擬》是依託中國科學技術大學，由莊月晴擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：激波與邊界層干擾下高超聲速氣動熱的高精度數值模擬
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：莊月晴
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目以高超聲速飛行器氣動防熱套用為背景，針對激波/邊界層干擾下常規的數值方法難以準確預測的局部瞬態高熱流問題，發展高精度的數值計算方法，通過開展典型問題的大規模數值模擬與流動物理分析，揭示表面局部熱流峰值形成的物理機制。主要研究內容包括：1、根據氣動熱模擬的特點，發展兼顧激波計算穩定性與邊界層模擬準確性的高階混合通量格式與可壓縮流動的大渦模擬方法，提高熱流預測的準確性與可靠性； 2、針對典型的激波/邊界層干擾問題，開展大渦模擬大規模並行計算，建立可供流動分析的高解析度瞬時流場資料庫；3、基於數值模擬結果深入開展流動物理分析，分別從壁面附近三維流動結構演化、邊界層中粘性/無粘相互作用、流動非定常機制，以及激波干擾導致湍流特性變化等方面探討局部瞬態高熱流的形成機理。
結題摘要
針對高超聲速飛行器激波-邊界層干擾導致的局部瞬態高熱流問題，發展相關數值模擬方法，通過開展典型構型的大規模數值計算與流動物理分析，揭示構型表面局部熱流峰值形成的物理機制。具體研究內容包括：i、根據高超聲速氣動熱模擬的特點，發展相關數值計算方法，通過兩個簡單二維算例，驗證了氣動熱預測的準確性與可靠性；ii、選取典型的三維激波-邊界層干擾問題，開展數值模擬大規模計算，分別從流動分離與再附、流動結構演化、表面熱流分布和流動非定常機制等方面，探討了激波-邊界層干擾中局部瞬態高熱流的形成機理。
