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高超声速升力体飞行器等离子体鞘数值模拟
引用本文:吉君君,田正雨,柴金磊,李桦. 高超声速升力体飞行器等离子体鞘数值模拟[J]. 宇航学报, 2016, 37(11): 1384-1391. DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2016.11.014
作者姓名:吉君君  田正雨  柴金磊  李桦
作者单位:国防科学技术大学航天科学与工程学院,长沙410073
基金项目:国家自然科学基金(11472004)
摘    要:为探究高超声速再入过程中通信“黑障”的影响因素,基于一种化学反应平衡气体组分模型,采用有限体积法求解三维全N-S方程,数值方法采用AUSMPW+格式和LU-SGS隐式求解方法,模拟典型球锥体的高超声速流场,得到的电子数密度分布同RAM-C II飞行试验数据吻合良好。并针对一种升力体外形飞行器进行计算,选取高度范围35~55〖KG*9〗km、马赫数12~25、攻角10°~30°共14个飞行状态,得到了不同状态下的飞行器周围的电子数密度分布情况,对比分析发现电子数密度值与飞行高度、马赫数以及攻角的大小关系密切。

关 键 词:高超声速  再入  等离子体鞘  化学反应平衡  电子数密度  升力体  
收稿时间:2016-05-25

Numerical Simulation of Plasma Sheath for a Hypersonic Lifting Body Vehicle
JI Jun jun,TIAN Zheng yu,CHAI Jin lei,LI Hua. Numerical Simulation of Plasma Sheath for a Hypersonic Lifting Body Vehicle[J]. Journal of Astronautics, 2016, 37(11): 1384-1391. DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2016.11.014
Authors:JI Jun jun  TIAN Zheng yu  CHAI Jin lei  LI Hua
Affiliation:College of Aerospace Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073,China
Abstract:In order to investigate the influence factors of the reentry blackout, based on a calculation method for equilibrium gas chemical reaction model components, using the finite volume method to solve the three-dimensional N-S equations, and using AUSMPW+ scheme and LU-SGS implicit method, the typical sphere cone hypersonic flow field is simulated. The electron density distribution is in good agreement with the data of flight test . Also, the electron density of a lifting body vehicle is calculated, with a range of altitudes of 35~55〖KG*9〗km, Mach numbers of 12~25 and attack angles of 10°~30°. Some conclusions of the electron distribution are obtained.
Keywords:Hypersonic  Reentry  Plasma sheath  Chemical equilibrium  Electron density  Lifting body  
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