弹箭气动热分析：热辐射数值计算方法

"弹箭气动热分析中热辐射的数值计算" 本文主要探讨了弹箭气动热分析中热辐射的数值计算方法，由张敏、张钧波和刘少培在南京理工大学动力工程学院进行研究。研究的核心是利用椭圆型贴体结构化网格划分计算区域，并采用有限容积法离散灰色气体热辐射输运方程，以进行弹箭模型的热辐射分析。 在弹箭气动热分析中，热辐射计算是一项至关重要的任务，因为它直接影响到弹箭在飞行过程中承受的热负荷，从而影响其性能和安全性。网格的质量对于数值计算的精度具有决定性作用。研究中，作者首先应用了椭圆型贴体结构化网格技术，这是一种通过对椭圆型偏微分方程求解来生成网格的方法，可以有效控制区域内网格的分布和正交性，以适应弹箭复杂的几何形状。 研究中涉及了两种不同的弹箭模型。模型(I)参照长征三型火箭设计，采用单圆弧线弹头，中间部分由两部分组成，尾翼为斜三角体。而模型(II)则有双圆弧线的弹头设计，其余部分与模型(I)相同。这两种模型的几何尺寸在文中给出，用于后续的热辐射数值模拟。 通过非结构化网格的数据转换，对这两个模型进行了二维热辐射分析。数值模拟的目标是求解热通量分布，这有助于评估弹箭的外形设计和内部布局是否合理，同时也可检验网格质量和弹腔体的热屏蔽效果。通过比较两种模型的计算结果，研究人员可以找出各自的优势和不足，为优化设计提供依据。 热辐射计算在初步热分析后，能够提供温度场和热通量场的信息，这些信息不仅可用于检测模型设计的合理性，还可以评估网格的适用性。本研究采用的椭圆型贴体结构化网格和有限容积方法，为热辐射数值计算提供了高精度的工具，对于理解弹箭在高速飞行时的热环境及其应对策略具有重要意义。 该研究展示了在弹箭设计中如何利用先进的数值计算方法来精确模拟热辐射现象，对于提升弹箭性能、优化结构设计和确保其在极端条件下的稳定运行提供了理论支持和技术手段。