真空吸入式风洞三维非定常流场时空特性

为了给真空吸入式风洞的气动优化设计提供参考，应用空气动力学知识和风洞理论，基于Fluent仿真平台，采用计算流体力学(CFD)有限元体积法求解雷诺时均方程(RANS),研究三维非定常流场的时空特性及其演化规律。通过建立收缩段和真空罐的数学模型，确定其特征参数；应用空气动力学知识，抽象流体的边界条件，构建全尺寸三维流体计算域；采用流体力学数值模拟方法，利用试验验证算法的置信度，并进行数值模拟。结果表明，当真空罐容积为2 000 m³,真空度为3 kPa时可以较好地模拟悬挂发射装置在空中挂飞和投放瞬间的气动载荷。在试验段流场的核心区，其流场品质较好，可以提供0.80 Ma且至少1 s的稳定流场，满足0.40～0.80 Ma且维持至少500 ms稳定流场的设计要求。该研究结论可以为真空吸入式风洞的设计提供理论基础。