考虑表面质量引射效应的气动热计算方法与流程

技术特征：
1.一种考虑表面质量引射效应的气动热计算方法，其特征在于，包括步骤：s1，获取高超声速飞行器的几何外型；s2，针对获取的高超声速飞行器的几何外型进行网格划分；s3，获取高超声速来流速度数据、高超声速来流温度数据、高超声速来流密度数据和高超声速来流压力数据，并输入表面质量引射气体质量流率数据和表面质量引射气体温度数据到计算机处理器中；s4，在计算机处理器中，基于步骤s3中的数据和利用表面质量引射气体常数数据来计算表面质量引射气体密度数据、表面质量引射气体速度数据、表面质量引射气体压力数据和表面质量引射气体温度数据；s5，在计算机处理器中，将步骤s1~s4中的数据均带入n
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s方程进行计算得到高超声速飞行器壁面热流数据，通过所述壁面热流数据表达高超声速飞行器的气动热环境，然后基于计算机显示单元进行呈现所述气动热环境。2.根据权利要求1所述的考虑表面质量引射效应的气动热计算方法，其特征在于，在步骤s2中，包括如下子步骤：针对高超声速飞行器外型结合工况按由点到线、由线到面、由面到体的顺序逐步绘制高超声速飞行器的几何外型对应的网格，然后完成网格划分。3.根据权利要求1所述的考虑表面质量引射效应的气动热计算方法，其特征在于，在步骤s4中，包括子步骤：s40，输入表面质量引射气体质量流率、表面质量引射气体温度和表面质量引射气体常数 ，并利用步骤s3中获取的高超声速来流速度数据、高超声速来流温度数据、高超声速来流密度数据和高超声速来流压力数据，通过流场计算获得临近壁面第一层网格点上的压力、临近壁面第一层网格点上的密度、临近壁面第一层网格点上的法向速度 ；s41，按照如下公式计算表面质量引射气体密度数据 ：s42，利用步骤s2计算得到的表面质量引射气体密度数据 和步骤s3输入的表面质量引射气体质量流率，按照如下公式计算表面质量引射的垂直射流气体的法向速度：；s43，利用得到的表面质量引射气体密度数据和步骤s3输入的表面质量引射气体温度 和表面质量引射气体常数 ，按照如下公式计算得到表面质量引射气体压力：。4.根据权利要求1所述的考虑表面质量引射效应的气动热计算方法，其特征在于，所述高超声速飞行器包括航天器返回舱。
5.根据权利要求1所述的考虑表面质量引射效应的气动热计算方法，其特征在于，所述高超声速飞行器包括钝头高超声速再入导弹。6.根据权利要求1所述的考虑表面质量引射效应的气动热计算方法，其特征在于，所述高超声速飞行器包括临近空间高超声速飞行器。7.根据权利要求1所述的考虑表面质量引射效应的气动热计算方法，其特征在于，所述高超声速飞行器包括火星及其他行星进入器。8.根据权利要求1所述的考虑表面质量引射效应的气动热计算方法，其特征在于，在步骤s3中，根据已知的高超声速飞行器弹道即不同时刻高超声速飞行器所处的高度数据和高超声速飞行器马赫数数据，查气体参数表得到高超声速来流声速数据、高超声速来流温度数据、高超声速来流密度数据和高超声速来流压力数据；根据已知的高超声速马赫数数据和查表得到的高超声速来流声速数据求得高超声速飞行器来流速度数据，，为高超声速飞行器来流速度、为高超声速飞行器马赫数、为高超声速来流声速。9.根据权利要求1所述的考虑表面质量引射效应的气动热计算方法，其特征在于，在步骤s4中，所述表面质量引射气体常数由气体的物性参数表中查得。

技术总结
本发明公开了一种考虑表面质量引射效应的气动热计算方法，包括步骤：S1，获取高超声速飞行器的几何外型；S2，针对获取的高超声速飞行器的几何外型进行网格划分；S3，获取高超声速来流速度数据、高超声速来流温度数据、高超声速来流密度数据和高超声速来流压力数据，并输入表面质量引射气体质量流率数据和表面质量引射气体温度数据到计算机处理器中；S4，计算表面质量引射气体密度数据、表面质量引射气体速度数据、表面质量引射气体压力数据和表面质量引射气体温度数据；S5，计算高超声速飞行器壁面热流数据，通过所述壁面热流数据表达高超声速飞行器的气动热环境；本发明可以更精准地预测含表面质量引射的高超声速飞行器气动热环境。热环境。热环境。


技术研发人员：尤其 曾磊 杨肖峰 李芹 刘深深 杜雁霞 刘磊 肖光明 魏东 桂业伟
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
技术研发日：2021.11.10
技术公布日：2021/12/13