高エンタルピー流れの数値シミュレーション

Autor: Sekino, Nobuhiro, Shimada, Toru, Tamura, Naoki
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 1996
Předmět:
Zdroj: 航空宇宙技術研究所特別資料 = Special Publication of National Aerospace Laboratory. 29:164-170
ISSN: 0289-260X
Popis: 航空宇宙技術研究所 8 Jun. 1995 東京 日本
National Aerospace Laboratory 8 Jun. 1995 Tokyo Japan
13回航空機計算空気力学シンポジュウム-高エンタルピー流れワークショップの課題に対して11の結果を示した。これらの課題は球体回りの流れのシミュレーション(課題 1)および再突入機、OREX回りの流れのシミュレーション(課題 2) である。これらのシミュレーションを行うために、異なる気体の性質用に3種類の数値コードを使う。すなわち熱化学非平衡気体用、平衡気体用、および凍結(理想)気体用である。これらのコードにおいて、ナビエ・ストークス方程式はHarten-Yee型TVD(全変動減少)流束推定およびLU-SGS(上下対象ガウス-サイデル)陰的法を使用する有限体積形とする。熱化学非平衡流れに対しては、11の化学種が考えられ、Parkの2温度モデルを採用する。球体ケースに対する計算熱流束は、ワークショップの主催者達から提供された実験データと良く一致する。OREX(軌道再突入実験)ケースに関しては、計算熱流束が飛行データより幾分大きいが、 計算結果は飛行データと同じオーダで一致した。球体の場合の特殊な流れに対しては、非触媒壁への熱流束は完全触媒壁への熱流速より大きい。この現象の原因の1つは、化学種の急速な再結合速度であることを示した。
Eleven results to the problems of the 13th NAL symposium on Aircraft Computation Aerodynamics-High Enthalpy Flow Workshop are presented. The problems are the simulation of flow around a sphere (problem 1) and the simulation of flow around the reentry vehicle, OREX (Orbital Reentry Experiments) (problem 2). To perform these simulations, three kinds of numerical codes for different gas properties are used: for thermo-chemically non-equilibrium gas, for equilibrium gas, and for frozen (ideal) gas. In these codes, Navier-Stokes equations are discretized in the finite volume form using Harten-Yee type TVD (Total Variation Diminishing) flux estimation and LU-SGS (Lower Upper-Symmetric Gauss Seidel) implicit method. For the thermo-chemically nonequilibrium flow, eleven chemical species are considered and Park's two temperature model is adopted. The computed heat fluxes for the sphere case agree well with the experimental data provided by the workshop organizer. As for the OREX case, although the computed heat fluxes are somewhat larger than the flight data, the computational results agree with the flight data in the same order. For the particular flow conditions in the case of sphere, those results show that the heat fluxes to the noncatalytic walls are larger than those to the fully catalytic walls. It is shown that one of the causes for this phenomenon is rapid recombination rate of chemical spices.
資料番号: AA0000110016
レポート番号: NAL SP-29
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: