地面效应影响下的高速火箭橇气动特性数值与风洞试验研究

来源：计算力学学报杂志2023年第2期北京时间：

作者：赵鹏刚,刘振,党天骄,孙亚川,孙也

单位：西安交通大学 机械结构强度与振动国家重点实验室, 西安 710049,西安交通大学 机械结构强度与振动国家重点实验室, 西安 710049,西安交通大学 机械结构强度与振动国家重点实验室, 西安 710049,西安交通大学 机械结构强度与振动国家重点实验室, 西安 710049,西安交通大学 机械结构强度与振动国家重点实验室, 西安 710049

摘要：精确预示地面效应下高速火箭橇的气动特性及流场规律对高速火箭橇的设计和评估具有重要意义。本文应用有限体积方法,研究了湍流模型对火箭橇气动特性计算精度的影响,建立了基于realizable k-ε湍流模型的火箭橇气动特性的高精度数值计算方法;结合风洞试验方法,研究了雷诺数和地面效应对高速火箭橇流场流动规律的影响,分析了火箭橇气动特性。结果表明,火箭橇阻力系数随雷诺数增大而减小,升力系数和俯仰力矩系数随雷诺数增大而增大,但雷诺数对高速火箭橇气动特性的影响较小;地面效应会使火箭橇流场发生激波-激波干扰、激波-边界层干扰和激波反复反射等复杂气动现象,大幅提升了火箭橇的升力系数和俯仰力矩系数,但对阻力系数的影响较小。研究为高速火箭橇气动外形的设计及运动稳定性的评估提供依据。

关键词：高速火箭橇,风洞试验,有限体积法,雷诺数,地面效应,

基金资助：国家自然科学基金(u20b2002)资助项目.