高超声速钝头体驻点烧蚀的流-固-热耦合分析

【作者】 张金松； 岳孟坤； 王锦阳； 唐云龙； 冯雪；

【机构】 清华大学航天航空学院；

【摘要】 <正>引言高超声速飞行器是未来航天器的重要发展方向,严重的气动热和烧蚀是高超声速飞行器设计中亟需攻克的关键技术问题之一,其中驻点处气动热和烧蚀效应最为严重。高超声速钝头体驻点处的烧蚀行为伴随流-固-热耦合的复杂物理化学过程,是导致钝头体结构外形改变和性能降低的主要原因。研究驻点区域的力化学耦合行为,对于提升高超声速飞行器的性能具有重要意义。利用有限速率法和动网格技术建立了典型高超声速钝头体的流-固-热-耦合的数值仿真模型。通过试验数据和数值模拟结果的对比表明,所提出的耦合模型能有效模拟钝头体驻点处的烧蚀过程和形貌演化规律。在此基础上,进一步研究了钝头体在不同马赫数和攻角下的烧蚀行为,揭示了钝头体结构外形的演化规律。更多还原