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可利用XFlow軟件模擬流體運動，Abaqus軟件模擬降落傘的受力和運動，兩者結(jié)合來模擬真實情況下超音速降落傘的流固耦合運動。 下圖為數(shù)值模擬結(jié)果。（1）當(dāng)馬赫數(shù)為1.5時，超音速降落傘流固耦合數(shù)值模擬渦量變化結(jié)果：（2）當(dāng)馬赫數(shù)為0.3時，超音速降落傘流固耦合模擬結(jié)果流場變化結(jié)果：！！文章內(nèi)容轉(zhuǎn)自微信公眾號“云數(shù)仿真”，更多精彩內(nèi)容，請關(guān)注微信公眾號。

史上最快的客機來自日本航空公司和維珍集團的 30 架 Overture 客機已經(jīng)預(yù)訂和選擇，下一代超音速飛機的設(shè)計競賽已經(jīng)開始。除了超音速飛行本身帶來的挑戰(zhàn)外，Boom's Overture 的設(shè)計者還需要考慮重要的環(huán)境和社會因素。聯(lián)合國的 CORSIA 碳中和增長氣候協(xié)議要求抵消所有國際航空排放，無論是亞音速還是超音速。

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(zhuǎn)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?zhèn)鳠岷蜏囟鹊念A(yù)測。

7、復(fù)雜邊界條件和物理過程分析：耦合換熱、跨/超音速流、多孔介質(zhì)、非牛頓流、多相流等。8、后處理和可視化渲染功能：交互式的壓力、流線、粒子顯示、動畫、帶狀圖等。9、善于分析物體運動過程和自由液面的流動：包括波浪、剛體、強迫或約束運動條件下的流場變化。10、捕捉瞬態(tài)三維流場發(fā)生、發(fā)展各階段的特性：克服傳統(tǒng)NS求解方法的不足、降低計算代價。

超音速沖壓發(fā)動機采用超音速進氣道(燃燒室入口為亞音速氣流)和收斂形或收斂擴散形噴管，用航空煤油或烴類燃料。超音速沖壓發(fā)動機的推進速度為亞音速到6倍音速，用于超音速靶機和地對空導(dǎo)彈(一般與固體火箭發(fā)動機相配合)。 高超音速沖壓發(fā)動機燃燒在超音速下進行，使用烴類燃料或液氫燃料，飛行馬赫數(shù)高達5~16，目前高超音速沖壓發(fā)動機正處于研制之中。

中國首創(chuàng)的“站立式斜爆轟沖壓發(fā)動機”正式亮相，它是一款飛行速度可達16倍音速的高超音速發(fā)動機，也突破發(fā)動機發(fā)展的瓶頸，是現(xiàn)階段高超聲速飛行器的技術(shù)核心。該技術(shù)優(yōu)點包含：1、縮小發(fā)動機尺寸，提高可用空間；2、增加發(fā)動機的推力裕度，提高飛行速度；3、可在運行中截取氧氣，再通過“轟爆效應(yīng)”產(chǎn)出比傳統(tǒng)的等壓燃燒模式更高的熱效率。

第一個波產(chǎn)生后，我這雙造波神手，也就是波源，以音速追趕上這個波，然后就在它眼皮底下產(chǎn)生下一個波，那不直接就疊加了，然后波繼續(xù)傳，我繼續(xù)以音速跟著它，產(chǎn)生產(chǎn)生疊加疊加，這就是超音速飛機產(chǎn)生激波的原因。飛機從亞音速到超音速，這一圈圈壓力波陣型絲滑變化，一直到音速，所有波在飛機前面疊加，形成垂直飛行方向的正激波，行稱“音障”。

高超音速武器幾周前，俄羅斯武裝部隊首次使用了“”高超音速導(dǎo)彈。該導(dǎo)彈長8米，最大射程為2000公里，可攜帶常規(guī)彈頭與核彈頭。“”代表著一種新的導(dǎo)彈類別。它們的飛行速度至少是音速的5倍。與洲際彈道導(dǎo)彈不同，它們是可操控的，可以飛得很高或很低，而且很難被雷達發(fā)現(xiàn)。美國和歐盟希望建立特殊的防御系統(tǒng)，抵御高超音速導(dǎo)彈的攻擊。

從4++到4代半按照目前國際航空界公認的戰(zhàn)斗機劃代標(biāo)準(zhǔn)，4代機是指在20世紀(jì)70年代服役的具有高機動性、超視距空戰(zhàn)能力的戰(zhàn)斗機，例如美國的F-14、F-15、F-16、F/A-18等戰(zhàn)斗機，俄羅斯的蘇-27、米格-29等戰(zhàn)斗機。而5代機是于20世紀(jì)80年代開始研制的、具備超音速巡航、超機動和隱身性能以及超視距作戰(zhàn)能力的先進戰(zhàn)機。

圖3 安-2運輸機與無人運-5運輸機 對于第三代戰(zhàn)斗機，主要強調(diào)要具有高機動性，同時還應(yīng)具有良好的超音速性能，包括具有小的超音速阻力及高的升阻比，以實現(xiàn)超音速機動。

采用FLUENT軟件中提供的可實現(xiàn)Realizable k-ε 湍流模型對上述工況條件下的超音速射流流場進行數(shù)值模擬。流場計算采用Simple算法，基本方程離散差分采用如下格式：壓力相方程采用Standard格式，動量方程、湍動能方程和湍動能耗散率均采用一階迎風(fēng)格式。三、計算結(jié)果

用流體仿真軟件AICFD計算一下，航天飛行器通常是超音速飛行，我們用3馬赫數(shù)的速度做示例。計算后，從速度云圖可以看出，前方速度小，兩側(cè)速度大，按摩擦力公式，如果摩擦生熱為主導(dǎo)，那么兩側(cè)溫度應(yīng)該更高。而我們再看溫度云圖，卻是前方溫度更高。這點在相關(guān)材料中也得以佐證。那么就意味著除了摩擦這個生熱的原因外，還隱藏著另外更重要產(chǎn)熱因素，是什么呢？

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第一個是高超音速 HIFiRE-1 圓錐/圓柱/耀斑幾何形狀，第二個是 NASA 通用研究導(dǎo)彈。選擇這些幾何形狀是因為存在用于比較和評估一系列流態(tài)的實驗數(shù)據(jù)。 A.HIFIRE-1 HIFiRE-1 是由高超音速國際飛行研究和實驗 (HIFiRE-1) 飛行測試計劃評估的高超音速圓錐/圓柱/耀斑幾何形狀。

普通螺旋槳葉片的葉型厚度大以保證強度，彎度大以保證升力系數(shù)，從剖面來看，這種葉型實際上就是典型的低速飛機的機翼剖面形狀，它在低速情況下效率很高，但一旦接近音速，效率就急劇下降，因此裝有渦輪螺旋槳發(fā)動機的飛機速度限制在M0.6~M0.65左右；而螺槳-風(fēng)扇的既寬且薄、前緣尖銳并帶有后掠的葉型則類似于超音速機翼的剖面形狀，這種葉型的跨音速性能就要好的多，在飛行速度為M0.8時仍有良好的推進效率，是目前新型發(fā)動機中最有希望的一種

機的最大速度超過音速的兩倍（2.04 馬赫），飛機可以飛到 60,000 英尺（超過 11 英里的高度）的高度，并且可以最多可搭載 100 名乘客。它涂有特殊的白色，以適應(yīng)溫度變化并散發(fā)超音速飛行產(chǎn)生的熱量。這項工作展示了使用 ANSYS Fluent 執(zhí)行飛機 CFD 仿真。

對于俄軍大量使用伊斯坎德爾彈道導(dǎo)彈，甚至還首次發(fā)射了“ 匕 首 ”高超音速導(dǎo)彈。美國國防部長勞埃德·奧斯汀說：”俄軍可能缺乏足夠精確制導(dǎo)武器，這促使了高超音速導(dǎo)彈的使用。”奧斯汀說：“你可能會問俄羅斯為什么要這么做。俄羅斯是否缺少精確制導(dǎo)武器？將高超音速武器用于打擊低價值目標(biāo)，例如俄軍使用“ 匕 首 ”導(dǎo)彈打擊了烏克蘭的一個燃料和潤滑油儲存基地，這可能是一個令人頭痛的問題。

圖1 一鍵式仿真計算流程 （2）面向工業(yè)設(shè)計的流體仿真功能 AICFD提供了工業(yè)設(shè)計中常用的流體仿真功能，流動類型包括單相不可壓縮流動、單相可壓縮流動（支持亞音速、跨音速和超音速流動）、傳熱、多相流等，它支持多區(qū)域的流動和傳熱模擬，使得其可應(yīng)用于復(fù)雜工業(yè)流動如葉輪機械和換熱器內(nèi)的流動和傳熱仿真。

我最后的博士學(xué)位 我的論文是關(guān)于超音速/超音速流動的，在那里我共同開發(fā)了一種用于超音速/超音速流動的新算法。圖 1 顯示了自由流馬赫數(shù)為 6 的音速射流交叉流相互作用的數(shù)值解，交叉噴射的馬赫數(shù)固定為 1 馬赫。圖 1. 帶有 V-Velocity 等高線的流線。