高超声速飞行器气动热计算

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1、高超声速飞行器气动热计算工作内容物面压力计算修正牛顿理论边界层外缘参数计算轴对称比拟法等价锥法实验数据关联法驻点：Fay—Riddell公式Kemp—Riddell公式Scala公式Lees公式修正Lees公式非驻点：Less钝体层流公式两个独立变量压力熵驻点/非驻点热流计算有攻角热环境工程方法轴向/周向热流结果分析物面压力和外缘参数计算零攻角气动热计算变攻角气动热计算具体实例球头锥体热流计算画图比较物面压力计算修正牛顿理论计算表面压力基本思想是：流体质点与物面相碰后，垂直于物面法向动量将损失掉，流体将沿着物面切向运动，切向动量没有损失。在背风区，粒子撞不到物面，，所以外缘参数计算针对理想气

2、体激波后的空气压力和密度，利用正激波前后关系式求得（1）利用等熵关系，求边界层外缘密度：（2）利用理想气体状态方程，求边界层外缘焓：（3）利用能量方程，求边界层外缘速度：（4）利用萨特兰公式，求边界层外缘粘性系数（5）求边界层外缘声速：零攻角驻点热流计算既可用到地面试验条件下的完全气体，也可用到实际飞行条件下的高温气体的简化Lees驻点热流公式式中——驻点热流密度（Kw/）；——驻点曲率半径（m）；——来流密度（kg/）；——来流速度（m/s）；1.4；。非驻点热流计算湍流层流湍流层流非驻点热流计算等熵变熵球锥的热流分布计算前提条件：层流，等熵1、零攻角（1）球头热流利用修正牛顿压力分布，等

3、熵外流，在边界层外缘速度随接近于线性变化条件可以将Lees钝体层流热流密度分布公式简化为：上式中是从体轴测起的圆心角，可以看出该公式仅与来流条件和几何参数有关，很便于应用。球锥的热流分布计算（2）锥体表面上的热流分布其中半锥角。球锥的热流分布计算2、带攻角等价锥法这是将绕物体有攻角锥的流动用零攻角等价锥的流动代替，等价锥是攻角和圆锥角的函数，其计算公式如下:——子午角这样求解有攻角热流变为求零攻角等价锥面热流，用此方法计算迎风母线和背风母线上的热流密度分布是非常有效的。球锥的热流分布计算球锥外形示意图球锥的热流分布计算母线上不同攻角、、的热流分布（由下至上攻角增加）球锥的热流分布计算攻角为时

4、周向热流变化（由下至上为、）球锥的热流分布计算攻角为时周向热流变化（由下至上为、）