高温非平衡流地面试验及数值模拟

作者：李俊红; 苗文博^*; 谌君谋; 程晓丽

来源：航空动力学报, 2023, 38(11): 2574-2582.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20220243

• 高温非平衡
• 激波风洞
• 地面试验
• 激波脱体距离
• 数值模拟

基于高温非平衡流动数值计算和试验验证不足的现状，发展了高温流场地面试验模拟技术与流场显示技术。分别在FD-21高焓激波风洞和FD-20常规激波风洞中，开展了高温非平衡流动地面试验，获得了半圆球空间流场结构和气动加热结果。同时，针对典型高超声速飞行环境，建立了高空高超声速热化学非平衡流动数值模拟技术，并利用地面试验对计算方法的可靠性进行了验证，试验模型半径20 mm和60 mm的半圆球。计算结果表明：(1)风洞来流参数经过数值计算对比验证，其测得的来流压力和组分可以作为后续数值模拟方法的输入条件。(2)对典型半圆球模型进行了流场数值模拟，并对比分析了半圆球热流试验结果与计算结果。表明双温模型（热化学非平衡模型-2T）计算与试验吻合良好；非催化壁面条件下，总温为2 700 K时，2T模型热流计算结果与试验结果的相对误差为11.6%；总温为4 050 K时，2T模型热流计算结果与试验结果的相对误差为17.5%。(3)计算结果获得的试验纹影（圆球脱体激波距离）与吻合良好；非催化壁面条件下，2T模型激波脱体距离与纹影的相对误差为-1.9%～0.86%。

• 单位
  中国航天空气动力技术研究院; 中国航天科技集团有限公司