张胜涛
- 作品数：10 被引量：50H指数：5
- 供职机构：上海交通大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术更多>>
- 气动热数值模拟中壁面热流后处理方法被引量：1
- 2014年
- 针对气动热数值模拟中壁面热流后处理方法进行了系统的数值研究,提出了一种有别于常规微分法和积分法的壁面热流后处理方法.通过3种算例进行了对比分析,结果表明:即使在流场参数相同情况下,采用不同的壁面热流后处理方法计算的热流结果也会有较大差异,且表现出不同的网格依赖性.微分法对网格的依赖性较大,单纯提高差分精度不一定能够减弱网格依赖性和提高计算精度,还与近壁处网格分布密切相关;积分法从能量平衡积分方程出发,极大地减弱了网格依赖性,具有较高的计算精度.所提出方法具有与积分法相当的网格依赖性和计算精度,尤其在驻点区域,其网格依赖性更弱于积分法,且计算简单,提高了计算效率.
- 张胜涛陈方刘洪
- 关键词：高超声速气动热计算流体力学
- 临近空间高超声速飞行器绕流红外辐射特性数值模拟研究
- 高超声速飞行器具有重要的战略意义和极高的应用价值,当前许多发达国家都在着手研究高超声速技术，相继将研制高超声速飞行器作为其国家目标来实现。在众多的高超声速武器研制计划中，临近空间高超声速飞行器是一种新型的战略威慑和战术运...
- 张胜涛
- 关键词：高超声速飞行器红外辐射特性绕流流场红外隐身技术数值模拟
- 文献传递
- 基于多场耦合的飞行器热环境数值分析方法研究被引量：11
- 2014年
- 新一代高超声速飞行器的发展给防热设计问题带来严峻挑战。根据飞行器热环境多场耦合特性,提出了一种基于多场耦合的热环境数值分析策略,并在此基础上发展了基于Navier-Stokes方程的流场CFD分析程序,通过有效的界面数据传递算法,实现了与结构有限元热分析软件的耦合,形成了基于流场与结构耦合传热的飞行器热环境多场耦合数值分析方法。以典型圆管前缘为计算模型进行了程序验证,并对稳态和非稳态飞行环境下的流场与结构耦合传热特征和规律进行了数值分析研究。结果分析表明,该方法能够有效地刻画流场与结构之间的耦合传热特征和规律,预测和分析飞行器热环境的空间和时间分布特性,从而可为防热设计的选材和优化提供可靠的参考依据和分析手段。
- 张胜涛陈方刘洪
- 关键词：多场耦合热环境高超声速飞行器
- 高超声速飞行器多物理场耦合问题建模与分析研究
- 在近空间大气层内能够进行高超声速远程机动飞行的新一代吸气式高超声速飞行器具有极其重要的军事战略意义和广泛的民用前景，是目前各航空航天大国的研究热点。论文针对该类高超声速飞行器在具有复杂流场、高焓、中低热流和持续长时间气动...
- 张胜涛
- 关键词：高超声速飞行器多场耦合物理特性气动热力学
- 文献传递
- 高超声速气动热化学非平衡效应数值分析研究被引量：4
- 2012年
- 通过数值分析研究了化学非平衡效应对气动加热问题的影响。分别以量热完全气体、单组分热完全气体和5组分化学非平衡气体为气体模型,计算了圆柱钝头的绕流流场和壁面热流密度分布,比较并分析了高温化学非平衡效应对流场特性,尤其是气动加热特性的影响。结果分析表明,高温化学非平衡效应可使激波层变薄,激波层内温度大幅下降,从而会严重影响气动热环境特性,是影响高超声速飞行器热防护设计的重要因素。
- 张胜涛张庆兵王友进赵旭陈方
- 关键词：高超声速化学非平衡气动加热
- 高温效应对全动舵飞行器气动热力特性影响被引量：2
- 2015年
- 针对高超声速飞行器气动热力特性受高温效应影响问题,基于5组元5反应动力学模型,采用AUSMPW+格式耦合隐式LU-SGS方法求解三维化学反应Navier-Stokes方程,以十字型全动舵导弹为模型,在不同壁面催化条件下,研究导弹气动热力特性受高温效应影响的变化,以更准确地预测导弹在高超声速状态下的气动力及气动热,提高其控制精度及效率。研究表明:高温效应使激波层变薄,明显降低物面温度及热流;壁面催化条件主要影响热流,而对气动力影响微弱;高温效应降低导弹升、阻力系数及舵面效率,使压心位置前移而产生抬头力矩。
- 张翔陈方张胜涛王福新
- 关键词：气动特性舵效
- 高超声速飞行器气动热环境的化学非平衡效应数值研究（英文）被引量：2
- 2014年
- 针对高超声速飞行器气动热环境的化学非平衡效应进行数值模拟.首先以二维圆柱钝体为模型,采用三种气体模型比较和分析化学非平衡效应对气动特性和气动加热特性的影响;接着以三维球头钝体为模型,进一步分析化学非平衡效应及壁面催化特性对气动加热特性的影响.分析表明,化学非平衡效应对压力分布的影响不大;但它能显著缩短激波脱体距离,更重要的是,能大幅降低波后温度,对飞行器气动热环境产生深远影响.另外,壁面催化特性对传热也有较大的影响,对壁面材料催化进程的有效控制可以大幅降低壁面传热.
- 张胜涛陈方刘洪
- 关键词：化学非平衡气动热高超声速热防护
- 高超声速进气道前缘流场-热-结构耦合分析被引量：7
- 2017年
- 通过分析高超声速流场-热-结构耦合问题的机理过程,对多场耦合模型进行了数学物理描述,以此发展了松耦合分析策略框架。在此基础上,采用自适应耦合计算时间步长、混合插值策略和复杂外形网格变形等方法,实现了多场耦合分析平台。针对高超声速飞行器进气道前缘结构的耦合特征进行了初步分析研究,计算结果揭示了在持续长时间飞行条件下流场-热-结构耦合的时空分布特征,为深入开展高超声速飞行器热防护系统的综合性能评估及优化提供了理论与技术支撑。
- 张胜涛陈方刘洪
- 关键词：高超声速流动进气道热防护激波相互作用
- 近空间高超飞行器气动热红外特性数值仿真被引量：8
- 2010年
- 研究飞行器提高自身生存和突防能力,提高红外探测精度,针对近空间高超声速飞行器的气动热红外辐射特性开展了数值仿真研究。利用Jameson中心差分格式,并引入了类TVD变量修正,数值求解三维Navier-Stokes方程获得较为精确的流场参量。以已知流场参量为基础,采用精细的逐线计算模型计算气体的辐射吸收系数,考虑了光谱线的压力增宽和多普勒增宽混合效应;通过有限体积法求解辐射传输方程,空间离散采用与流场相同的计算网格,避免了插值的麻烦,采用了一种较为精确的离散格式。以典型的锥导乘波构型为例,应用所建方法和计算程序数值仿真了其在3~5μm波段的红外辐射空间分布。仿真结果分析表明,模型和方法是合理可行的,可以为红外隐身设计提供一定的参考依据。
- 张胜涛陈方刘洪
- 关键词：乘波构型数值仿真
- 持续气动加热环境下的结构热载荷分析与应用被引量：8
- 2013年
- 气动热问题是制约高超声速飞行器发展的关键问题之一,其产生的热流对结构固有特性具有显著的影响。热模态分析是研究热载荷对结构固有特性影响的一个重要方法,其分析结果对防热结构的选材与设计具有重要的参考价值。针对高超声速飞行器进气道前缘结构开展了热载荷分析与应用研究,计算了结构在冷壁热流及通过流-固耦合法解算的热壁热流两种载荷条件下的温度场及前三阶模态的振动幅度与固有频率的变化情况。结果表明:采用流-固耦合算法解算的热载荷适用于持续气动加热环境下的结构热分析及热模态分析。耦合计算600 s后受热结构逐渐趋于热平衡,此时最高温度达到1 200 K左右,前三阶模态的最大相对振动幅度分别增长了24.4%、5.6%和36.7%,固有频率分别下降了14.1%、8.8%和9.9%。
- 雷桂林陈方张胜涛王建航
- 关键词：热载荷模态分析
