高超声速层流分离流动模拟影响因素分析

摘要

表面凸起物普遍存在于高超声速飞行器，例如翼、舵等。通过数值模拟压缩拐角诱导的高超声速层流分离流动,结合相关实验数据,分析了多种格式、限制器和网格组合对层流分离流场特征的影响.结果表明:高超声速层流分离对数值方法产生的数值粘性非常敏感,压力分布和分离区大小强烈依赖数值方法和网格分辨率.其中,限制器的选择对数值模拟结果具有关键性作用,限制器耗散性较小,在一般网格密度下即能较好地给出流场的预测结果;修正型Steger-Warming格式所表现的性能优于传统的Roe格式:随着网格加密,各数值方法所得分离区大小趋近于实验值,但对于耗散性小的格式和限制器组合,在密网格状态下,容易出现非物理振荡等不稳定现象,计算难以收敛.