Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真


再入艙的攻角α=-25°和馬赫數為17.0。幾何形狀如下圖所示,膠囊是對稱的。

          Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖1



1、啟動Fluent導入網格
啟動Fluent軟件,選擇雙精度,設置并行數。
導入網格并顯示。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖2
對于高超音速流場,選擇密度基Density-Based求解器。


2、物理模型
選擇求解能量方程并選擇雙溫度模型選項。在雙溫模型中,一個溫度代表空氣分子的平移能和旋轉能,另一個溫度代表空氣分子的振動能和電子能。考慮這種熱非平衡對于高超超聲速流的精確模擬是重要的,最重要的是在表面傳熱和溫度的預測。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖3
粘度模型使用k-ω SST湍流模型,保留默認設置。


3、材料
默認的流體材料是空氣,這是此問題中的工作流體。對于高超聲速流來說,考慮可壓縮性和熱物理性質隨溫度的變化是很重要的。這將在選擇使用雙溫度模型時自動完成,以確保使用適當的屬性。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖4


4、操作條件
設置操作壓力為0。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖5


5、邊界條件
“inflow”邊界:如下,并設置溫度為250K。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖6
“outflow”邊界:如下,并設置溫度為250K。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖7
“wall”邊界:設置溫度為1500K。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖8


6、求解
求解方法和離散方法如下。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖9
庫朗數和松弛因子如下。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖10
設置求解限制。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖11
初始化設置。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖12
迭代步數設置為500,點擊Calculate開始計算。


7、計算結果處理
顯示外流場馬赫數。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖13
顯示壁面的表面熱通量分布。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖14
顯示對稱平面上的平移-旋轉溫度與振動-電子溫度的比值。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖15
比較近似停滯線上的平移溫度和振動電子溫度。
Fluent仿真案例-高超音速再入艙氣動熱仿真的圖16

-------END-------

文章來源:CFD小鎮

登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP

3
1
11