尖锐前缘气动加热模型

NCCR模型热流偏差11.77%

基于非线性耦合本构关系的尖锐前缘模型，在60 km等效高度下，驻点热流系数偏差仅11.77%，远优于NS方程的33.31%，证明其在高空稀薄非平衡流中预测气动加热的优越性。

72120010 · Xudong, Li · Shuhua, Zeng · Zhao, Wenwen · Fu, Zhang · Chen, Weifang

Lixue Xuebao/Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics 2023

参数信息

驻点热流系数偏差（NCCR，33 km）

1.81 %

驻点热流系数偏差（NCCR，60 km）

11.77 %

驻点热流系数偏差（NS方程，60 km）

33.31 %

驻点热流系数偏差（Fay-Riddell，60 km）

29.5 %

技术优势

高海拔预测更准

在60 km等效高度，NCCR模型驻点热流系数偏差仅11.77%，远低于NS方程的33.31%和Fay-Riddell公式的29.5%，能更真实反映稀薄非平衡效应的影响。

低空也能用

在33 km等效高度，NCCR模型与试验值的驻点热流峰值系数偏差仅为1.81%，其他位置偏差在10%以内，与NS和Fay-Riddell相当，适用范围不受高度限制。

应用场景

• 高超声速飞行器热防护：用于高超声速飞行器尖锐前缘的热防护设计，准确预测热流峰值。
• 航天器再入气动加热：为航天器再入阶段尖锐前缘的气动加热提供更准确的预测模型。
• 低空飞行器前缘设计：在低空也能给出与试验一致的热流结果，可用于飞行器前缘外形优化。
• 航天器热分析：用于航天器热分析中的稀薄非平衡流动模拟，提高热环境预测精度。