高超声速热化学非平衡流求解器

这个求解器首次将非线性耦合本构关系与Gupta化学模型和Park双温度模型结合，在高超声速流动中同时捕捉热化学非平衡与稀薄非平衡效应，对高马赫数飞行器气动热预测有明显价值。

Shuhua, Zeng · Yuan, Zhenyu · Zhao, Wenwen · Chen, Weifang

Chinese Journal of Aeronautics 2023

技术优势

极端非平衡区更准

热流系数与电子数密度预测较NS方程更接近DSMC或飞行数据，尤其在极端非平衡区域。

振动能项不可缺

与无双温度模型的NCCR对比表明，振动能源项对高马赫数精确模拟有重要作用。

应用场景

• 高超声速飞行器气动热预测：直接给出更准的热流系数，用于评估高超声速飞行器气动加热环境。
• 航天器再入热防护设计：利用预测电子数密度改进再入等离子体环境模拟，辅助热防护系统设计。
• 高超声速边界层转捩模拟：同时捕捉热化学与稀薄非平衡效应，为边界层转捩模拟提供更真实流场。