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氣體稀薄效應對熱流計算的影響
陳杰; 張家騏; 歐吉輝 天津大學機械工程學院高速空氣動力學研究室; 天津300072
關鍵詞：稀薄氣體效應 有效導熱系數 熱流計算 dsmc
摘要：臨近空間高超聲速飛行器的研發越來越受到關注。周恒和張涵信在《中國科學》上的《空氣動力學的新問題》一文中分析了在此情況下現有的空氣動力學的不足,其中之一就是需要考慮流場中可能出現的局部稀薄氣體效應,并且針對臨近空間高超聲速飛行器邊界層進行了詳細的分析。陳杰和趙磊在此基礎上研究了強剪切下的氣體稀薄效應,給出了判別氣體稀薄效應的無量綱參數 Zh ,并提出對傳統連續介質模型中的黏性系數基于Zh參數進行修正。本文將通過類似的研究方法,采用DSMC (Direct Simulation Monte Carlo)研究純導熱問題中的氣體稀薄效應,通過對粒子速度分布函數的分析提出了相應的刻畫氣體稀薄效應的參數Zh T,獲得了依賴參數Zh T的導熱系數修正規律,并進一步將該修正規律納入CFD (Computational Fluid Dynamics)計算,驗證了該算法對圓柱繞流問題表面熱流預測的精度。
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