临近空间高超声速飞行器等离子体流场的研究

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1、游毛丢／ｆＡ少專藝硕±学位论文！樂Ｉ临近空间髙超声速飞行器Ｂｍ等离子体流场的研究作者姓名星＿麵指导教师巧名一届、职務韩平教授ｉＳｉ申请学位类别理学硕古＼｜３Ｉ学校代码10701学号1307122508分类号O539密级公开西安电子科技大学硕士学位论文临近空间高超声速飞行器等离子体流场的研究作者姓名：吴娜一级学科：物理学二级学科：光学学位类别：硕士学位指导教师姓名、职称：韩一平教授学院：物理与光电工程学院提交日期：2015年12月NumericalResearchonPlasmaFlowF

2、ieldAroundHypersonicVehiclesinNearSpaceAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinOpticsByWuNaSupervisor:HanYi-pingProfessorDecember2015西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了

3、文中特别加标注和致谢中所罗列的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果：也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实么处一，本人承担切法律责任。－Ｍ本人签名：女Ｍ：？ＩＩＩ．日期ＣＩｊ西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文

4、的复印件，允许查阅、借阅论文，；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容允许采用影印、缩巧或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在解密后适用本授权书。＿＿年本人签名：是呵导师签名：、．化２＾＜日期／：气日期：摘要摘要高超声速飞行器具有很大的潜在军事应用价值，近几年发展十分迅速。然而，当飞行速度和高度达到一定程度时，飞行器周围将产生等离子体鞘套，导致目标识别干扰以及“黑障”通信等问题。为了全面了解等离子体鞘套对高超声速飞行器的

5、影响，同时为解决“黑障”通信问题提供有效参考，本文对高超声速飞行器绕流流场分布进行数值模拟，计算分析了等离子体鞘套的特征参数，对等离子体与电磁波的相互作用进行研究。论文主要工作概括如下：(1)基于CFD-FASTRAN软件，利用有限速率化学反应模型，分别对二维RAM-CII模型与三维圆球模型周围的热化学非平衡弱电离空气流动进行数值模拟，给出不同飞行马赫数以及不同飞行高度下流场参数分布，分析飞行高度及飞行马赫数变化对流场结果的影响；并采用不同热化学模型对同一飞行场景下的流场分布进行模拟，将结果进行对比并分析了不同热化学模型对目标绕流流场分布的影响。

6、(2)基于等离子体流场计算结果，研究了等离子体判据。计算了流场等离子体鞘套的特征参数：等离子体频率与等离子体碰撞频率。对现有的几种等离子体碰撞频率计算公式进行对比分析，并结合本文所研究问题选取合适的计算公式，给出满足等离子体判据的二维RAM-CII模型与三维圆球模型流场中的等离子体频率分布与等离子体碰撞频率分布。(3)根据Drude模型计算等离子体的相对介电常数，继而计算电磁波的特征参数，给出等离子体频率、等离子体碰撞频率以及入射波频率改变对等离子体相对介电常数以及电磁波特征参数的作用曲线，分析这三种频率对电磁波在等离子体中传播情况的影响。关键词

7、：高超声速飞行器，热化学非平衡，等离子体鞘套，多项式拟合IABSTRACTABSTRACTThehypersonicvehiclehasgreatpotentialvalueinmilitary,andithasdevelopedrapidlyinrecentyears.However,theplasmasheathwillgeneratearoundthevehicleatacertaindegreeofthespeedandtheheight,whichresultsinaninterferenceinthereentrytargetreco

8、gnitionaswellasthecommunications“blackout”problem.Tohaveacomprehensi