本期分享的可视化案例是空天飞机瞬态气动外流场。
仿真计算采用商业CFD软件Ansys Fluent求解,可视化采用自研软件XField后处理仿真数据。
案例
Example_
01
空天飞机作为可重复使用的空天运输系统核心装备,能够在大气层内和临近空间自由飞行,是未来航空航天领域的战略制高点。4马赫作为吸气式发动机高效工作的典型巡航速度,处于超声速向高超声速过渡的关键区间,其外流场呈现出强非线性、多尺度耦合的复杂特征。
飞行器高速飞行时,头部、翼面和进气道前缘会产生强烈的激波系统,激波的产生、演化、反射与相互作用直接决定了飞行器的升阻特性、热载荷分布和飞行稳定性。传统稳态计算难以捕捉激波振荡、边界层分离等瞬态流动现象,高精度瞬态CFD仿真成为空天飞机气动设计的必要手段。
< 空天飞机 >
02
仿真计算的模型来源于网上公开数据,计算工况马赫数为4,来流压力为5529pa,温度为216.65k,飞行高度20km,网格采用多面体和六面体核心混合网格计算,通过数值模拟得到空天飞机周围的流场分布状态。
采用的仿真CAD模型如下图所示:
< 空天飞机CAD模型 >