高超声速流动上仰异常现象关键因素数值研究

作者：李康; 胡宗民; 姜宗林

来源：中国科学:物理学 力学 天文学 , 2015, 45(03): 32-45.

• 高超声速流动
• 上仰异常
• 真实气体效应
• 比热比
• 不均衡分布

高温真实气体效应所引起气体比热比γ的降低被认为是导致航天飞机"上仰异常"的主要原因.为详细研究此问题,本文数值求解了Euler方程,化学反应源项采用有限速率模型,考虑了5个组分、17个基元反应.研究结果表明采用低比热比气体CF4作为实验气体会导致膨胀区的压力分布与真实气体效应的影响规律不一致,并不能反映出"上仰异常"现象的本质.在高温真实气体效应的影响下,化学反应所带来的影响大于振动激发的影响,对于y方向半模压力积分Cay来说是3.8倍,而对于半模力矩积分系数Cam来说是1.7倍.对比分析表明,热化学反应导致的比热比分布不均衡是导致"上仰异常"现象出现的根本原因.

• 单位
  中国科学院力学研究所; 高温气体动力学国家重点实验室