TSTO马赫7安全级间分离问题的数值研究
文献类型:期刊论文
作者 | 王粤2,3; 汪运鹏2,3; 薛晓鹏1; 姜宗林2,3 |
刊名 | 力学学报 |
出版日期 | 2022-01 |
卷号 | 54期号:2页码:1-17 |
关键词 | 两级入轨 高超声速 分离流动 气动干扰 级间分离 |
DOI | https://doi.org/10.6052/0459-1879-21-423 |
其他题名 | Numerical Investigation on Safe Stage Separation Problem of A TSTO Model at Mach 7 |
英文摘要 | 两级入轨 (Two Stage To Orbit, TSTO) 飞行器在高超声速来流条件下级间分离, 会在两级之间产生复杂的非定常气动干扰, 直接增加 TSTO 级间分离失败风险. 级间分离过程中的这种复杂气动干扰伴随着两级之间的激波与边界层干扰、马蹄涡、激波与尾流干扰的综合作用。本研究将 TSTO 助推级和轨道级的复杂模型简化为两个三维楔, 采用重叠动网格技术, 耦合求解流动控制方程及六自由度刚体动力学方程组对级间分离过程开展模拟分析, 探究级间分离流动特性及其物理机制. 在数值分析过程中, 针对不同抬升角度下的 TSTO 三维流场进行了CFD(computational fluid dynamics) 静态和动态数值模拟, 给出了不同抬升角度下的干扰流场流动规律和特性, 结合流场结构和壁面压力分布以及分离流动模式阐明了两级之间这种气动干扰对 TSTO 气动分离的影响机制, 并探讨了轨道级抬升角对 TSTO 安全分离的影响. 结果表明两级间的气动干扰强度随着轨道级抬升角的增大而增强, 并且在动态分离过程中随着两级间隙的增加而减弱; 在轨道级释放前两级间气动干扰和三维分离拓扑结构随着抬升角的增大变得更加复杂, 流动分离区域增大, 临界点数量增加; 在级间分离过程中, 两级气动特性变化幅度随着轨道级抬升角增大而增大, 分离时间则随之减小. 另外, 当轨道级抬升角度在 6 ~ 8°时可实现该 TSTO 更加安全可靠的分离. |
学科主题 | 空气动力学 ; 计算流体力学 ; 航空、航天科学技术 |
分类号 | 二类 |
语种 | 中文 |
源URL | [http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/87804] |
专题 | 力学研究所_高温气体动力学国家重点实验室 |
通讯作者 | 汪运鹏 |
作者单位 | 1.中国科学院大学工程科学学院 2.中南大学航空航天学院 3.中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 王粤,汪运鹏,薛晓鹏,等. TSTO马赫7安全级间分离问题的数值研究[J]. 力学学报,2022,54(2):1-17. |
APA | 王粤,汪运鹏,薛晓鹏,&姜宗林.(2022).TSTO马赫7安全级间分离问题的数值研究.力学学报,54(2),1-17. |
MLA | 王粤,et al."TSTO马赫7安全级间分离问题的数值研究".力学学报 54.2(2022):1-17. |
入库方式: OAI收割
来源:力学研究所
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