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圓錐體外型對納威爾－史托克極音速場
Numerical Study for Hypersonic Flow over Slender Cone with Different Shapes
摘要
本文主要是利用現行數值方法，以模擬含底部之圓錐體外型在極音速外流場中各種復雜現象。爲了能準確的模擬到如邊界層、分離流、主渦流、次渦流等流場現象並能求得錐體外圍的各項流體性質，本文將以納威爾史托克(Full Navier-Stokes-Equations)爲統御方程式，並以有限體積法作爲主要數值方法，統御方程式對空間離散後的適量項的處理是採用顯示、上風適量差分法和中央差分法，另以具有最佳化係數的步步階法(Multi-Stage)對時距作數值積分，以求得極音速流場的穩態解。本文在溫度200K、速度馬赫16時探討於雷諾數、錐體頂端半徑以及錐體半角改變時對流場現象的影響，並求出錐體表面之壓力及馬赫數。底部壓力之計算結果與實驗數據比較亦相當吻合。
並列摘要
A full Navier-Stokes code has been developed for predicting the aerodynamic properties of slender cones. This code can simulate entire flow field of slender cones. An explicit upwind flux-difference split scheme combined with a multi-stage method has been implemented for solving the steady axisymmetric full Navier-Stokes equations. Experimental data for the base pressure are found to be in good agreement with the code predictions. The effects of Reynolds number, cone radius, and cone half angle for the flow field of slendar cones at M=16 are investigated. This code can be extended to a multi-dimensional program for simulating the 3-D practical problem.
延伸閱讀
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