耦合固体场传热三维缝隙气动热数值计算

作者：戴刚; 赵文文^*; 杨帆; 陈伟芳

来源：航空动力学报, 2023, 1-10.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20230006

• 气动热预示
• 流固耦合
• 表面缝隙
• “T”形缝隙
• 隔热瓦

为了研究高超声速飞行器表面缝隙或凹槽对飞行器表面热环境以及飞行器热防护系统的设计产生的影响，构建了耦合固体场传热的气动热数值模拟方法，对二维矩形缝隙和三维正、逆“T”形缝隙开展了等温壁完全气体、耦合固体场传热壁温分布完全气体数值模拟研究。结果表明，二维和三维缝隙后侧立面上拐角处受到的气动加热作用最明显。正、逆“T”形缝隙的横竖交叉点侧面位置都存在热流峰值。正“T”形交叉点缝隙后侧立面由于直接受到气流冲击，其产生一个值为26.18W/cm~(2)的最高的气动热峰值。逆“T”形交叉点缝隙前立面由于缝隙内涡结构的冲击作用，产生一个值为6.125 W/cm~(2)局部热流峰值。考虑耦合固体温度场影响后，气动加热使壁温升高，流场中的高温气体对固体场热传导作用降低，缝隙内部、缝隙侧立面和缝隙上表面热流总体下降25%左右，后侧立面上拐点气动热峰值下降程度最高达32.04%。

• 单位
  航天学院; 浙江大学