非平衡流模拟参数ρ_∞L有效性的数值分析

在非平衡流相似律现有研究成果的基础上,通过对化学反应特征时间、具体流场区域热化学状态、辐射输运方程的分析,并结合若干典型算例,讨论双体碰撞反应的非平衡尺度效应模拟参数ρ_∞L对高空高超声速飞行器全流场适用的条件.结果表明,当模拟参数ρ_∞L值低于一定范围时,在高超声速流场非平衡区中离解非平衡起主导作用,此时模拟参数ρ_∞L不仅对全流场的无量纲参数分布有效,而且对流场电离特性、模型气动热特性、分子光谱范围的驻点辐射谱强度都是有效的.模拟参数ρ_∞L的有效性与自由流速度、不同类物理量和流场不同区域均相关:当自由流速度增加时,对全场有效的ρ_∞L要求ρ_∞L值减小;与无量纲压力、密度和温度相比,对化学组元特别是离子组元分布有效的ρ_∞L所要求的ρ_∞L值更小;与模型头部区相比,在身部区有效的ρ_∞L所要求的ρ_∞L值更小.

国家自然科学基金资助项目(10672170,10502056)