【摘 要】
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高超声速飞行器具有重要的战略意义,其高马赫数飞行速度所引起的气动热问题亟需解决,因此,开展高超声速飞行器气动热环境研究十分必要。本文采用直接蒙特卡洛模拟（Direct simulation Monte Carlo,DSMC）计算方法开展了气动热数值计算研究,结合气体分子与壁面相互作用模型,通过改变相关系数,研究了过渡流区高超声速飞行器壁面热流的变化规律。本文的主要研究内容如下:（1）基于完全漫反射
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高超声速飞行器具有重要的战略意义,其高马赫数飞行速度所引起的气动热问题亟需解决,因此,开展高超声速飞行器气动热环境研究十分必要。本文采用直接蒙特卡洛模拟（Direct simulation Monte Carlo,DSMC）计算方法开展了气动热数值计算研究,结合气体分子与壁面相互作用模型,通过改变相关系数,研究了过渡流区高超声速飞行器壁面热流的变化规律。本文的主要研究内容如下:（1）基于完全漫反射气体-壁面相互作用模型,针对高超声速绕流问题,开展了转动能量调节系数、振动能量调节系数对壁面处气体分子平动能、转动能、振动能产生的热通量密度的影响规律研究。（2）基于CLL气体-壁面相互作用模型,针对高超声速绕流问题,开展了切向动量调节系数、法向能量调节系数对壁面处气体分子平动能、转动能、振动能产生的热通量密度的影响规律研究。（3）基于CLL气体-壁面相互作用模型,针对高超声速绕流问题,开展了不同来流马赫数、不同飞行高度对壁面处气体分子平动能、转动能、振动能产生的热通量密度的影响规律研究。主要研究结论如下:（1）壁面附近气体分子切向动量调节系数、法向能量调节系数增大,净平动热通量密度增大、净转动热通量密度减小;壁面附近气体分子转动能量调节系数增大,净转动热通量密度增大、净平动热通量密度减小。（2）切向动量调节系数对壁面振动热通量密度变化幅度以及壁面平动热通量密度变化幅度的影响比法向能量调节系数对其的影响更大。法向能量调节系数对壁面转动热通量密度变化幅度的影响比切向动量调节系数对其的影响更大。（3）切向动量调节系数对流场内的低速流动区域范围大小有影响,低速流动区域会对壁面热通量密度的分布情况产生较明显的影响,法向能量调节系数对流场内的低速流动区域影响不大。
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