| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第16-29页 |
| 1.1 研究背景 | 第16-18页 |
| 1.2 国内外研究概况 | 第18-26页 |
| 1.2.1 稀薄流气动热数值模拟研究概况 | 第18-23页 |
| 1.2.2 气动热与结构传热耦合模拟研究概况 | 第23-26页 |
| 1.3 本文的主要研究工作 | 第26-28页 |
| 1.4 本文研究特色与创新点 | 第28-29页 |
| 第二章 稀薄气体动力学理论及DSMC方法 | 第29-53页 |
| 2.1 引言 | 第29-30页 |
| 2.2 稀薄气体动力学理论 | 第30-41页 |
| 2.2.1 分子平均自由程与流动分区 | 第30-31页 |
| 2.2.2 气体分子速度分布函数 | 第31-32页 |
| 2.2.3 气体宏观量的表达 | 第32-34页 |
| 2.2.4 二体弹性碰撞 | 第34-39页 |
| 2.2.5 碰撞截面表达式 | 第39-40页 |
| 2.2.6 分子碰撞模型 | 第40-41页 |
| 2.3 DSMC方法描述 | 第41-48页 |
| 2.3.1 网格 | 第41页 |
| 2.3.2 模拟分子跟踪 | 第41-43页 |
| 2.3.3 远场边界处理 | 第43-44页 |
| 2.3.4 模拟分子碰撞对抽样 | 第44-45页 |
| 2.3.5 分子碰撞中的能量交换 | 第45-46页 |
| 2.3.6 松弛碰撞数 | 第46-47页 |
| 2.3.7 DSMC计算流程 | 第47-48页 |
| 2.4 数值算例与分析 | 第48-52页 |
| 2.4.1 二维高超声速平板绕流 | 第48-50页 |
| 2.4.2 三维高超声速钝锥绕流 | 第50-52页 |
| 2.5 本章小结 | 第52-53页 |
| 第三章 气体物面相互作用模型对稀薄流气动热影响 | 第53-70页 |
| 3.1 引言 | 第53页 |
| 3.2 物面边界条件 | 第53-55页 |
| 3.2.1 恒温物面边界条件 | 第53页 |
| 3.2.2 辐射平衡物面边界条件 | 第53-55页 |
| 3.3 物面反射模型 | 第55-58页 |
| 3.3.1 镜面反射模型 | 第55页 |
| 3.3.2 完全漫反射模型 | 第55-57页 |
| 3.3.3 Maxwell物面反射模型 | 第57-58页 |
| 3.4 数值算例与分析 | 第58-68页 |
| 3.4.1 二维高超声速圆柱外形绕流 | 第58-61页 |
| 3.4.2 二维高超声速RAM-C II外形绕流 | 第61-65页 |
| 3.4.3 三维高超声速钝锥绕流 | 第65-68页 |
| 3.5 本章小结 | 第68-70页 |
| 第四章 化学反应对稀薄流气动热影响 | 第70-99页 |
| 4.1 引言 | 第70页 |
| 4.2 化学反应速率常数 | 第70-71页 |
| 4.3 BIRD的唯象化学反应模型 | 第71-73页 |
| 4.4 离解、复合及置换反应机理及其在DSMC方法中的实现 | 第73-76页 |
| 4.4.1 离解反应 | 第73-74页 |
| 4.4.2 复合反应 | 第74-75页 |
| 4.4.3 置换反应 | 第75-76页 |
| 4.5 电离反应及其在DSMC方法中的实现 | 第76-81页 |
| 4.5.1 电子运动处理 | 第77-78页 |
| 4.5.2 合并式电离反应 | 第78页 |
| 4.5.3 离解式复合反应 | 第78-79页 |
| 4.5.4 电子激发电离反应 | 第79-80页 |
| 4.5.5 离子与电子复合反应 | 第80-81页 |
| 4.6 数值算例与分析 | 第81-97页 |
| 4.6.1 二维高超声速圆柱绕流 | 第81-83页 |
| 4.6.2 二维高超声速圆柱外形绕流 | 第83-86页 |
| 4.6.3 二维高超声速RAM-C II外形绕流 | 第86-88页 |
| 4.6.4 二维高超声速星尘号探测器外形绕流 | 第88-94页 |
| 4.6.5 三维高超声速圆球外形绕流 | 第94-97页 |
| 4.7 本章小结 | 第97-99页 |
| 第五章 稀薄流气动热与结构传热耦合模拟 | 第99-119页 |
| 5.1 引言 | 第99-100页 |
| 5.2 物面气动加热热流及传热系数 | 第100页 |
| 5.3 材料传热模型 | 第100-104页 |
| 5.3.1 热薄壁温度计算 | 第101-102页 |
| 5.3.2 热厚壁温度计算 | 第102-103页 |
| 5.3.3 两种材料组成的壁温度计算 | 第103-104页 |
| 5.4 气动热与结构传热耦合方法 | 第104-105页 |
| 5.5 数值算例与分析 | 第105-117页 |
| 5.5.1 三维X37B外形长时加热 | 第105-112页 |
| 5.5.2 三维钝锥外形长时加热 | 第112-117页 |
| 5.6 本章小结 | 第117-119页 |
| 第六章 DSMC方法中的高效处理 | 第119-136页 |
| 6.1 引言 | 第119-120页 |
| 6.2 自适应碰撞距离 | 第120-121页 |
| 6.2.1 碰撞距离的选取 | 第120-121页 |
| 6.2.2 碰撞对选择 | 第121页 |
| 6.3 自适应分子时间步长 | 第121-124页 |
| 6.3.1 数据记录结构 | 第122-123页 |
| 6.3.2 自适应分子时间步长设计 | 第123-124页 |
| 6.4 非结构网格DSMC并行计算技术 | 第124-127页 |
| 6.4.1 并行计算基本概念 | 第124-125页 |
| 6.4.2 DSMC主从并行模式 | 第125-126页 |
| 6.4.3 数据通讯 | 第126-127页 |
| 6.5 数值算例与分析 | 第127-134页 |
| 6.5.1 二维圆柱外形高超声速绕流(自适应碰撞距离验证) | 第127-129页 |
| 6.5.2 二维圆柱外形高超声速绕流(自适应分子时间步长验证) | 第129-131页 |
| 6.5.3 三维X37B外形高超声速绕流 | 第131-132页 |
| 6.5.4 三维钝锥外形高超声速绕流 | 第132-134页 |
| 6.6 本章小结 | 第134-136页 |
| 第七章 全文总结与展望 | 第136-139页 |
| 7.1 全文总结 | 第136-137页 |
| 7.2 后续研究工作 | 第137-139页 |
| 参考文献 | 第139-147页 |
| 致谢 | 第147-148页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第148页 |
