化学非平衡流计算方法改进及其应用
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第20-32页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第20-21页 |
| 1.2 RLV关键技术研究 | 第21-30页 |
| 1.2.1 超声速多体分离问题计算方法研究进展 | 第22-26页 |
| 1.2.1.1 动态嵌套网格 | 第22-24页 |
| 1.2.1.2 笛卡尔网格 | 第24页 |
| 1.2.1.3 变形动网格 | 第24-26页 |
| 1.2.2 化学非平衡流方法研究进展 | 第26-30页 |
| 1.2.2.1 隐式方法 | 第26-27页 |
| 1.2.2.2 解耦方法 | 第27-30页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第30-32页 |
| 2 控制方程及解耦方法 | 第32-61页 |
| 2.1 控制方程 | 第32-37页 |
| 2.2 解耦方法 | 第37-42页 |
| 2.3 流动算子求解 | 第42-53页 |
| 2.3.1 空间离散格式 | 第42-47页 |
| 2.3.1.1 控制方程的半离散形式 | 第43-44页 |
| 2.3.1.2 离散高阶格式构造 | 第44-45页 |
| 2.3.1.3 梯度限制函数 | 第45-46页 |
| 2.3.1.4 梯度重构计算格式 | 第46-47页 |
| 2.3.2 时间离散格式 | 第47-51页 |
| 2.3.2.1 一步前向Euler格式 | 第47-48页 |
| 2.3.2.2 多步Runge-Kutta格式 | 第48页 |
| 2.3.2.3 LU-SGS格式 | 第48-50页 |
| 2.3.2.4 时间步长的计算 | 第50-51页 |
| 2.3.3 边界条件 | 第51-53页 |
| 2.3.3.1 超声速入口/出口边界条件 | 第51页 |
| 2.3.3.2 亚声速远场边界条件 | 第51-52页 |
| 2.3.3.3 壁面边界条件 | 第52-53页 |
| 2.4 反应算子求解 | 第53-57页 |
| 2.4.1 化学动力学模型 | 第53-54页 |
| 2.4.2 化学反应求解 | 第54-57页 |
| 2.4.2.1 拟稳态逼近方法 | 第54-57页 |
| 2.4.2.2 常微分变系数方法 | 第57页 |
| 2.5 湍流模型 | 第57-59页 |
| 2.6 刚体动力学 | 第59-60页 |
| 2.7 本章小结 | 第60-61页 |
| 3 反应算子改进 | 第61-72页 |
| 3.1 精细积分方法 | 第61-63页 |
| 3.2 数值算例 | 第63-71页 |
| 3.2.1 零维等容爆炸模拟 | 第63-67页 |
| 3.2.2 反射激波诱导爆轰 | 第67-71页 |
| 3.3 本章小结 | 第71-72页 |
| 4 流动算子优化方法 | 第72-100页 |
| 4.1 优化方法 | 第73-80页 |
| 4.2 验证模型 | 第80-83页 |
| 4.3 数值算例 | 第83-84页 |
| 4.4 超爆轰算例 | 第84-91页 |
| 4.4.1 网格收敛性 | 第84-86页 |
| 4.4.2 数值模拟结果 | 第86-90页 |
| 4.4.3 计算效率分析 | 第90-91页 |
| 4.5 亚爆轰算例 | 第91-95页 |
| 4.5.1 数值模拟结果 | 第91-94页 |
| 4.5.2 计算效率分析 | 第94-95页 |
| 4.6 跨爆轰算例 | 第95-99页 |
| 4.6.1 数值模拟结果 | 第95-98页 |
| 4.6.2 计算效率分析 | 第98-99页 |
| 4.7 本章小结 | 第99-100页 |
| 5 反应算子空间自适应方法 | 第100-126页 |
| 5.1 化学反应判据准则 | 第100-103页 |
| 5.2 超爆轰算例 | 第103-105页 |
| 5.2.1 数值模拟结果 | 第103-104页 |
| 5.2.2 计算效率分析 | 第104-105页 |
| 5.3 亚爆轰算例 | 第105-108页 |
| 5.3.1 数值模拟结果 | 第105-106页 |
| 5.3.2 计算效率分析 | 第106-108页 |
| 5.4 斜爆轰算例 | 第108-116页 |
| 5.4.1 计算模型 | 第109-110页 |
| 5.4.2 数值模拟结果 | 第110-114页 |
| 5.4.3 计算效率分析 | 第114-116页 |
| 5.5 超声速燃烧室 | 第116-124页 |
| 5.5.1 计算模型 | 第116-118页 |
| 5.5.2 数值模拟结果 | 第118-123页 |
| 5.5.2.1 混合算例 | 第118-121页 |
| 5.5.2.2 燃烧算例 | 第121-123页 |
| 5.5.3 计算效率分析 | 第123-124页 |
| 5.6 本章小结 | 第124-126页 |
| 6 数值方法在航天工程应用 | 第126-159页 |
| 6.1 反作用控制系统数值模拟 | 第126-142页 |
| 6.1.1 计算模型 | 第127-129页 |
| 6.1.2 网格收敛性 | 第129-130页 |
| 6.1.3 模拟结果 | 第130-141页 |
| 6.1.3.1 无喷模拟 | 第130页 |
| 6.1.3.2 冷喷模拟 | 第130-134页 |
| 6.1.3.3 热喷模拟 | 第134-136页 |
| 6.1.3.4 考虑化学非平衡流动方法的热喷模拟 | 第136-141页 |
| 6.1.4 计算效率分析 | 第141-142页 |
| 6.2 两级入轨飞行器分离方案研究 | 第142-158页 |
| 6.2.1 计算模型 | 第143-145页 |
| 6.2.2 分离方案设计 | 第145-146页 |
| 6.2.3 模拟结果 | 第146-158页 |
| 6.2.3.1 无喷模拟 | 第146-147页 |
| 6.2.3.2 热喷模拟 | 第147-153页 |
| 6.2.3.3 考虑化学非平衡流动方法的热喷模拟 | 第153-158页 |
| 6.3 本章小结 | 第158-159页 |
| 7 结论与展望 | 第159-162页 |
| 7.1 总结 | 第159-160页 |
| 7.2 创新点 | 第160页 |
| 7.3 展望 | 第160-162页 |
| 参考文献 | 第162-178页 |
| 附录A 解耦方法的计算精度分析 | 第178-180页 |
| 附录B 系数矩阵的推导 | 第180-186页 |
| 附录C 化学反应动力学模型 | 第186-192页 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 | 第192-194页 |
| 致谢 | 第194-196页 |
| 作者简介 | 第196页 |
