免费论文摘要：发效果喷管及羽流流场N-S/DSMC啮合求解接洽

空间发效果在天外情况处事时，喷流向外部真空情况自在伸展产生真空羽流。真空羽流会对航天器爆发堆积传染、气能源、气动热、电磁干预、视场干预等羽流效力,形成航天器外表敏锐元件处事本能低沉或受损、航天器模样轨迹遏制不精确、航天器寿命减少等不良成果，重要时以至会引导航天工作波折。所以羽流效力防备从来是航天器安排中特殊关心的题目。 数值仿真是接洽羽流效力的要害本领。为接洽发效果真空羽流爆发的百般效力，开始必需赢得羽流流场。羽流流场与发效果喷管内流场密不行分，二者必需动作完全举行接洽。从发效果焚烧室到外部真空情况气体的淡薄水平变革明显，难以运用独立一种计划本领对所有流场举行模仿，这给仿真领会发效果羽流流场带来了艰巨。往常羽流仿真中常常沿用Navier-Stokes (N-S)方程与径直模仿蒙特卡罗(Direct Simulation Monte Carlo, DSMC)本领解耦办法的混划算法，但是解耦算法生存难以保护精度和计划功效低等题目。为精确且高效地对发效果真空羽流流场举行建立模型和仿真领会，正文发展了用来发效果喷管及羽流流场仿真的N-S/DSMC啮合求解接洽。 对淡薄气体能源学、DSMC本领及计划流膂力学的重要表面举行了梳理，为啮合表面的接洽和求解器的开拓供给表面普通。 对N-S/DSMC啮合表面发展了深刻接洽，一上面从领会Boltmzann方程矩方程与N-S方程联系的观点动身，揭穿了微观表面与直观表面间的辨别及接洽；另一方面临N-S/DSMC啮合本领中啮合界面定位和消息传播本领两个要害题目发展深刻接洽。司理论领会及数值仿真尝试，决定沿用KnGL与Ptne贯串的贯串作废参数来确定贯串假如作废的界面。经比较领会决定沿用state-based啮合本领实行直观参数与粒子消息的传播，并提出了实用于N-S/DSMC耦划算法的臃肿网格本领，使得N-S方程求解与DSMC计划可沿用各别网格。鉴于Schwarz瓜代法决定了总体的耦核计算过程。 引见了DSMC计划软硬件PWS，并在此普通上减少了可变粒子权重功效，使其运用于发效果真空羽流计划时实用性更强、功效更高。符合N-S/DSMC耦核计算的特性开拓了二维/轴对称通用N-S方程求解器NozzleFlow。鉴于PWS与NozzleFlow，接洽了计划域分别、直观参数及时统计等啮合关系功效，最后结构了二维/轴对称坐目标N-S/DSMC啮合求解器。经过与一系列算例的表面解或考查数据举行比较考证了耦划算法及求解器的精确性。 运用正文开拓的N-S/DSMC啮合仿真步调辨别对5N圆锥形推力器和60N钟形发效果的自在羽流场发展了啮合仿真接洽，实行了从焚烧室到羽流场的完全计划，啮合步调有理地分别了贯串和淡薄计划域，赢得了推力器内流及外部真空羽流的流场参数。领会了加装羽流隔板对60N发效果羽流反流的感化。 运用暂时N-S/DSMC啮合求解器对探月飞腾器升起进程中两种羽流导购组织的导购功效发展了仿真接洽，领会了尺寸缩比工况下运用各别导购组织在各别升起莫大时羽流场的变革顺序。将仿真截止与羽流导购缩比考查截止举行了比拟，考证了啮合仿真的精确性。对本质尺寸飞腾器羽流导购的计划进一步考证了缩比工况赢得的顺序，并很好地展现了N-S/DSMC啮合求解器在领会本质工程题目中的出色性。 正文兴盛的N-S/DSMC耦划算法在啮合表面上面有所革新，计划步调的精确性过程了充溢考证。不管对于发效果真空羽流效力的本质工程题目接洽，仍旧对于包括跨流域震动的气动题目接洽，都具备很好的运用远景。

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