高超声速飞行器激波层产生的光折射效应数值模拟

用结构网格Godunov有限体积计算格式,模拟了高马赫数钝头体的全流场和激波层的特性,根据气压和密度的分布对流场进行了均匀层、激波层和非均匀层的划分,数值模拟了高超声速飞行器头部产生的高压、高密度的激波层对光束产生的折射效应.结果表明,高马赫数下飞行器产生的激波,在很大程度上影响了光束的传输,通过模拟三维空间大气的流场压力和密度,进行光学计算校正光束通过激波层产生的折射误差是可行的.     

钝舵绕流不同湍流模型数值模拟比较研究

１．引言钝舵所诱导的激波／边界层干扰流场十分复杂,其中不仅含有复杂的波系结构,而且还包含有涡系结构．对此人们已开展了很多实验研究［‘－＼揭示了流场的一些基本特征,对称面流场结构如图１所示．但是受实验条件的限制,流场的详细结构尚未得到充分研究．数值模拟的方法可以提供流场的详细结构,但当流动出现湍流时,数值模拟将遇到新的困难．目前较多的计算方法是基于雷诺平均Ｎ－Ｓ方程,需补充新的湍流模型方程以封闭方程组．在应用研究上主要以一些工程模型为主,其中代数模型是一种平衡模型,虽然仅考虑了流场的局部特性,但在…     

京台高速公路(北京段)方案研究

通过对京台高速公路(北京段)方案研究过程的论述,总结了高速公路设计过程中如何把握项目的重点、难点问题以及对问题的处理思路,树立全面、协调、可持续的科学发展观,体现"安全、环保、舒适、和谐"的设计理念,对类似工程的建设具有一定的参考价值和指导意义。     

光学头罩绕流流场气动光学效应数值模拟

以红外成像制导技术在高速拦截器上的应用需求为背景,进行了光学头罩绕流流场气动光学效应数值模拟.应用雷诺平均NS方程并选取了适当的湍流模型,对凹窗、凸窗和球头3种光学头罩的高速飞行器绕流流场进行了数值模拟,得到了绕流流场密度分布;研究了脉动流场引起的气动光学传输效应的计算方法,应用几何光学、物理光学和统计光学方法进行了光学传输效应计算,得到了点扩散函数,即像面光强分布.通过瞄视误差、Strehl比、含能半径等气动光学效应参数描述了流场引起的成像畸变,并分析了不同外形、飞行状态和光学系统参数对光学传输效应的影响.     

气动光学效应研究中非定常流场模拟与分析

以凹腔类光学窗口气动光学效应问题为背景,基于混合层流动简化模型,采用大涡模拟(LES)方法开展高Re混合层非定常湍流场的精细预测,给出瞬时流场结构对光学传输效应的影响规律,目的为光学效应流场影响预测方法研究奠定技术基础。给出了数学模型及算法,并对其进行了讨论。     

基于涡球模型的湍流气动光学效应预测方法

摘 要: 气动光学效应工程预测中通常采用的RANS方法无法提供流场涡结构的细节,因而难以模拟脉动结构对光学传输的影响。改进了一种基于涡球模型的随机相位屏方法,根据流场的统计平均特性在其中布置涡球,以模拟瞬态涡结构分布对气动光学的影响。改进的主要思路是建立涡球参数与流动统计特性之间的关联,应用涡球所在位置的密度脉动均方根值和脉动尺度确定涡球与周围流体的密度差和涡球的直径,避免了原有方法在脉动较弱的区域布置大尺度涡球的可能,更接近于物理实际。对可压缩剪切层流场光学畸变模拟的结果表明:改进后的随机相位屏方法得到的光学畸变程度与光强直接积分结果更为一致,相对原始方法,计算精度有明显的提高。     

水下气体射流初期数值研究

本文提出了一种新的水下气体射流的数学物理模型，并成功地将位标函数方法应用于水下气体射流气水交界面求解，数值模拟了水下气体射流初期的流动演化和气水相互作用特性，得到了气水全耦合的水下气体射流喷射初期的流场形态及其演化过程，定性结论与实验吻合。     

大尺度结构对气动光学效应影响的实验研究

为了深入研究细光束穿越可压缩混合层后光束畸变的机理,本文提出将双曝光CCD相机成像技术与纹影技术相结合进行流场与光束畸变的同步测量.利用纹影技术获得可压缩混合层密度梯度场特征,进而获得大尺度结构的密度梯度场分布;利用CCD相机成像技术获取通过混合层后光束畸变特性;双曝光技术的引入可以得到大尺度结构的移动对细光束畸变的影...