李宇
- 作品数：19 被引量：34H指数：3
- 供职机构：中国运载火箭技术研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国防科技工业技术基础科研项目更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术理学一般工业技术化学工程更多>>
- 防热环对空气舵舵轴流动及气动加热影响
- 2022年
- 空气舵缝隙内的舵轴是高速飞行器受热最严酷的部位之一。为减小舵轴的防热压力,通过在舵轴周围设计防热环,将舵轴的高热流区转移到防热环,大幅减小舵轴的气动热载荷,从而有效实现舵轴承力功能和防热环承热功能的分离。通过数值计算和试验研究分析了舵轴防热环的降热效果与机理,获得以下结论:通过有无防热环方案的仿真和试验对比,表明了增加防热环能够明显降低舵轴热环境;通过对舵缝隙内外流动的细致分析,给出了舵轴防热环通过转移高热流区降低舵轴热流的降热机理;通过不同舵偏和不同流态有无防热环方案数值计算的对比表明了防热环对舵轴热流的降低作用具有广泛适用性。
- 聂亮李宇刘宇飞袁野刘国仟周禹
- 关键词：空气舵气动加热
- 基于POD方法的复杂外形飞行器热环境快速预测方法被引量：14
- 2017年
- 使用CFD数值方法获得三维热环境数据库,利用本征正交分解对CFD数据库进行降阶处理,结合相应的基系数插值方法,快速预测出未知状态下满足精度要求的表面热环境参数。以Hermes外形为研究对象,建立热环境数据库,使用本文提出的方法预测未知来流状态下模型表面热流,并和CFD结果进行对比。结果表明,该方法可大幅提高计算效率,不损失预测精度。分析了数据库包络性对重构精度的影响。实现了沿给定弹道的三维热环境快速预测。该方法能够反映真实的热流空间分布特征,快速获得精确的激波干扰区热流,有力地弥补了工程算法的不足。
- 聂春生黄建栋王迅李宇
- 关键词：高超声速流动气动热本征正交分解代理模型
- 一种非稳态情况下飞行器空气舵缝隙的气动热评估方法
- 一种非稳态情况下飞行器空气舵缝隙的气动热评估方法，包括步骤如下：一、通过数值求解飞行器流场的N－S方程，获得飞行器外壁表面热流；二、对舵缝隙内是否存在非定常效应进行判断并相应处理；三、获得若干周期内舵缝隙区域特征点处定常...
- 聂亮李宇聂春生檀妹静王迅曹占伟王振峰周禹闵昌万朱广生
- 文献传递
- 高超声速非平衡气动加热试验及数值分析研究被引量：4
- 2018年
- 高超声速非平衡流动气动加热的精确预测是当前高超声速飞行器热防护设计面临的难点和热点问题.设计了外形简单的球柱测热模型,采用表面溅射金Au和二氧化硅SiO_2的方法改变了模型和塞式量热计表面的催化特性,并在电弧风洞中开展了高超声速非平衡流动气动加热试验,获得了近完全催化壁及近非催化壁两种条件下模型表面的气动加热数据.通过和数值模拟结果对比分析,对高温化学非平衡气动加热的数值预测方法进行了验证,结果表明:表面材料的催化特性对非平衡气动加热有显著影响,测热模型的球面上催化效应影响明显,完全催化热流要高于非催化热流,而柱面上催化效应较弱;数值模拟得到的不同壁面催化条件之间热流差异大于地面试验结果;计算结果与试验结果相比,完全催化壁热流相差在5%以内,完全非催化壁热流相差超过10%.
- 聂春生李宇黄建栋苗文博
- 关键词：高超声速气动加热风洞试验数值模拟
- 高超声速对流环境下冷点效应对圆箔式热流传感器测热特性的影响研究被引量：3
- 2019年
- 在高超声速对流环境测量气动加热时,圆箔式热流传感器表面温度往往低于被测物体表面温度,这种表面温度的不连续会影响边界层流动,使热流测量结果产生偏差。针对高超声速对流条件下的钝头-平板模型,采用数值模拟方法研究了传感器表面局部低温引起的“冷点效应”形成机理以及对表面热流的影响。结果表明:被测物体表面壁焓Hw与恢复焓Hre的比值Hw/Hre越高,“冷点效应”越明显;传感器表面温度Tw2与被测物体表面温度Tw1的比值Tw2/Tw1越小,“冷点效应”越明显;来流雷诺数Re对“冷点效应”影响较小。在马赫数Ma=18的来流条件下,研究分析了冷点效应对传感器测量结果的影响,结果表明:冷点效应使测量结果偏高1.25倍,复现了热流预示结果与试验结果的差异。
- 李宇朱广生聂春生檀妹静陈伟华曹占伟
- 关键词：高超声速热流传感器数值模拟
- 一种高超声速飞行器控制舵缝隙的热环境设计方法
- 本发明公开了一种高超声速飞行器控制舵缝隙的热环境设计方法，包括：基于飞行器简化外形，采用气动热工程预示方法开展气动热环境预示，得到气动热工程预示结果；根据气动热工程预示结果确定控制舵舵轴截面位置流态沿弹道的变化，针对流态...
- 聂亮李宇黄建栋于明星聂春生檀妹静王振峰闵昌万王毓栋朱广生
- 文献传递
- 高温空气热化学物理计算模型研究被引量：1
- 2021年
- 对于大气层内高速飞行器,其周围空气受到强激波压缩而温度急剧升高,引起空气分子发生激发、离解、电离、复合等作用形成多组元混合气体,这种多组元混合气体的热物性参数是气动力热和电磁仿真的基础.本文针对N_(2)-O_(2)-Ar空气体系,在局域热动和局域化学平衡假设下,建立了考虑18种化学反应22组元的混合体系热化学物理计算模型,模拟了高温空气的组分浓度以及焓和比热等热力学性质,研究了高温空气的离解、电离、复合等化学反应以及焓和热容等物性参数随温度和密度的演化规律,发现了空气稀薄程度的增加有利于化学反应的发生以及因高温引起化学反应导致的热容和比热比波动变化现象,并对飞行器高速飞行时驻点处的空气组分、压缩比、温度、热容以及比热等参数随飞行速度的变化给出了预测.这些结果和规律性的认识有助于更好地了解高速飞行器周围稀薄空气因强激波压缩产生高温诱导发生的物理化学反应、现象及作用机理.
- 杨光檀妹静聂春生李宇周禹李潞宁于明星顾云军陈其峰
- 关键词：高温空气热化学模型热物性
- 整流帽布局对全动舵附近流动结构及热环境分布规律的影响被引量：1
- 2021年
- 基于局部外形优化改善空气舵附近区域局部热环境,可明显提升高马赫数飞行器热防护系统在恶劣环境下的适应性和生存能力。整流帽的应用作为高马赫数飞行器全动舵流动与气动热特性优化的有效手段,在近年来备受关注。建立一种适用于高马赫数完全气体可压缩流动的数值模拟方法,采用该方法开展整流帽布局及几何参数对全动舵附近流动结构及热环境分布规律的影响研究,并通过带整流帽布局的平板-全动舵模型激波风洞测热试验对数值模拟方法的准确性进行验证。结果表明:高速来流流经整流帽时将产生激波减速,在整流帽下游激波迅速膨胀分离,空气流动速度和加热能力均显著降低;从整体上看,设置整流帽能够显著降低整流帽展向宽度范围内的全动舵及附近平板气动热环境;随着整流帽楔角减小,全动舵气动加热整体呈恶化趋势;随着整流展宽增加,全动舵气动加热进一步减轻。
- 檀妹静杨光李宇周禹曹占伟闫昊檀姊静
- 关键词：热环境数值模拟
- 判别航天器身部激波/前缘类激波干扰发生条件及类型的方法
- 判别航天器身部激波/前缘类激波干扰发生条件及类型的方法，属于航天器气动热环境分析领域。该方法根据激波关系式建立了身部激波/前缘类激波干扰发生条件与飞行状态和气动外形的定量关系，对身部激波/前缘类激波干扰发生条件作出快速判...
- 檀妹静李宇聂亮闵昌万朱广生聂春生黄建栋王迅蒋云淞袁野王毓栋于明星王振峰陈敏
- 传感器表面温度对热流测量的影响被引量：6
- 2018年
- 高超声速飞行器热环境测量数据一直是防热设计和考核的基准数据,也是热环境计算方法的考核性数据,其准确性至关重要。针对热流测量中遇到的传感器表面和周边防热材料温度差异而导致的测量数据偏差问题,采用基于Navier-Stokes方程的自研程序开展了详细的气动热环境数值模拟,得到了不同温差条件下传感器表面热环境的分布规律,并根据场协同理论分析了局部热流变化的成因机理,研究了影响热流变化幅值的主要因素。结果表明:(1)当传感器和其周边材料的温度存在一定的差异时,导致该区域近壁面流场中的压力、密度等特征量梯度增大,改变了传感器当地的法向速度和温度分布,造成了局部热流的剧烈变化。(2)相同来流马赫数和高度下,来流攻角主要影响法向速度的分布,从而影响气动加热量,攻角越大,相同温差下加热量上升的幅度越小;来流总温主要影响法向温度梯度的分布,从而影响气动加热量,来流总温越大在相同温差条件下加热量上升幅度越小。所开展的研究工作可加深对传感器局部热环境分布规律的认识,避免对测量热流的误判,提升数据判断和分析的可靠性。
- 曾磊邱波李宇王安龄桂业伟
- 关键词：高超声速传感器热流分布
