刘昕 作品数:16 被引量:70 H指数:5 供职机构: 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 更多>> 发文基金: 国家杰出青年科学基金 国家自然科学基金 创新研究群体科学基金 更多>> 相关领域: 航空宇航科学技术 理学 一般工业技术 更多>>
高超声速飞行器外形热流密度分布计算的高精度方法研究 被引量:6 2006年 为提高高超声速条件下飞行器表面热环境的计算精度,发展了高精度算法WCNS-E-5,并开展了热流密度分布的数值计算研究。该算法采用的是五阶精度加权显式非线性格式,结合四阶精度的二阶偏导数差分近似、四阶精度的边界格式,同时还对网格偏导数及温度梯度也离散为四阶精度。通过求解三维Navier-Stokes方程,数值研究了高超声速飞行器外形如钝锥和双椭球体的物面热流密度分布。模拟结果表明,这种保证全流场高精度的WCNS-E-5得到的流场图像清晰、真实。与通常的二阶算法MUSCL对比,WCNS-E-5具有更高的流线分辨率,获得的热流密度更接近于实验测得分布。 刘昕 邓小刚 毛枚良关键词:高超声速流动 NAVIER-STOKES方程 高精度非线性格式WCNS的分析研究与其应用 被引量:3 2007年 首先将Fourier方法推广于高维方向研究了五阶精度WCNS的特性,并与其他高阶格式进行比较。分析结果表明WCNS的高精度特性普遍接近甚至好于迎风偏置五阶显式格式EUW-5与Pade′标准格式。然后开展了WCNS的应用研究,采用高效率的WCNS-E-5数值模拟了含强激波的高维复杂流场。算例包括二维高超声速边界层对自由流扰动波的吸收问题以及三维球头绕流问题。计算结果反映出WCNS-E-5对激波等间断的良好捕捉能力,图像清晰光滑,数据准确可靠。 刘昕 邓小刚 毛枚良关键词:FOURIER分析 粘性流动 高阶精度非线性格式WCNS-E-5在二维流动中的应用研究 被引量:4 2004年 本文采用具有5阶精度的加权紧致非线性显式格式(WCNS E 5)对定常与非定常二维流动进行数值模拟,研究表明该格式对各类间断有很好的分辨捕捉能力,而且对强间断如激波的计算,即使在高马赫数与高雷诺数条件下它仍具有很好的收敛性与可靠的计算结果。此外,WCNS E 5在粗网格条件下也体现出优越性。类如WCNS E 5的高精度激波捕捉方法将为以后开展湍流数值模拟工作提供坚实的技术保证。 刘昕 邓小刚 毛枚良 宗文刚关键词:紧致格式 NAVIER-STOKES方程 EULER方程 嵌入式大气数据三点解算方法初步研究 被引量:13 2014年 针对新一代航空航天飞行器大气数据受感系统研制的工程需要,介绍了嵌入式大气数据受感系统设计的基本准则,采用理论分析与风洞试验相结合的方法,给出了"三点算法"的初步研究结果。研究结果表明:研究方案设计合理,在试验条件下,获取的模型前机身压力分布结果,量值可信,压力分布趋势合理;开展嵌入式大气数据系统设计的研究结果具有工程实用性,为新一代航空航天飞行器嵌入式大气数据受感系统气动设计奠定了基础。 李其畅 刘劲帆 刘昕 杨轶成 陈建中 田沛洲 杨杰 康洪波 朱世民关键词:飞行器 高精度格式WCNS-E-5的Fourier分析与应用 被引量:1 2006年 对高精度加权紧致非线性格式WCNS-E-5进行了理论分析和应用研究。首先采用Fourier方法分析了WCNS-E-5与WCNS-5及其它高阶格式(迎风偏置格式EUW-5与标准格式)的差分误差特性,研究了它们在分辨效率方面的特性和相位误差在多维方向上的各向异性特性。分析结果显示WCNS-E-5与WCNS-5在色散与耗散特性方面优于EUW-5,分辨效率也普遍高于EUW-5和格式,而且它们的相位速度在多维方向上传播所表现的各向异性特性与其它高阶格式一致。WCNS-E-5的高精度特性与WCNS-5的一致,但在计算过程中少了三对角矩阵求解因而它的效率更高,于是采用WCNS-E-5数值模拟了二维/三维复杂流场,算例包括单涡斜向运动、二维Rie-mann问题以及存在分离的大攻角钝锥流动问题。计算结果体现了WCNS-E-5具有很低的数值耗散误差,它对激波、膨胀波和接触面等间断具有很好的捕捉能力,得到的图像清晰光滑,准确再现了真实流动现象。 刘昕 邓小刚 毛枚良关键词:FOURIER分析 运载火箭级间分离气动特性数值模拟研究 采用有限体积法求解三维雷诺平均Navier-Stokes(Reynolds-Averaged Naver-Stokes, RANS)方程,数值模拟研究外流马赫数为7.89的运载火箭级间分离流动,获得了清晰的流场结构。研究... 刘昕 林敬周 张长丰关键词:运载火箭 高超声速流动 数值模拟 级间分离 气动特性 文献传递 双三角翼俯仰振荡运动的流场特性数值模拟 被引量:4 2012年 建立了适用于双三角翼大迎角非定常分离流场模拟的数值方法,研究双三角翼俯仰振荡时的动态流场特性,给出动态流场结构和气动力性能随迎角的变化规律,重点考察了减缩频率、转轴位置、平均迎角和振幅等参数对动态流场迟滞效应和气动力曲线迟滞环的影响。研究结果表明:俯仰振荡到相同大迎角时上仰和下俯的流场存在明显差异;减缩频率对气动力迟滞效应的影响相对大于转轴位置;平均迎角的变化导致双三角翼背风区流场结构呈现不同流态,而振幅的大小决定这些流态的数目,事实上俯仰运动时如果跨越的流态数目越多则流场结构的动态响应滞后现象就越显著。通过数值分析,有利于提高对双三角翼在俯仰振荡运动条件下的非定常特性和流场滞后效应等非线性现象的认识。 刘昕 林敬周 陈亮中 肖春华关键词:数值模拟 双三角翼 俯仰运动 非定常流动 迟滞环 高精度加权紧致非线性格式的研究进展 被引量:22 2007年 综述了高精度加权紧致非线性格式WCNS在理论分析以及复杂流动应用方面的研究进展.首先回顾了国内外高精度格式研究的概况,然后介绍了WCNS的研究与发展历程.在对WCNS进行了Fourier分析和渐近稳定性分析后,给出了WCNS求解多维复杂流动的算例. 邓小刚 刘昕 毛枚良 张涵信关键词:FOURIER分析 双三角翼前翼平面形状对分离流场的影响研究 通过数值模拟手段研究了不同的前翼平面形状给双三角翼背风区分离流动带来的影响,采用的是直边前翼和弧形前翼双三角翼。在静止状态和向上拉升动态条件下对这两种双三角翼气动性能进行了比较分析,发现弧形双三角翼相对直边条双三角翼除了... 刘昕 林敬周 陈亮中 周为群关键词:数值模拟 双三角翼 大攻角 分离涡 文献传递 高精度格式WCNS-E-5计算物面热流 被引量:8 2005年 采用加权紧致非线性格式WCNS_E_5,四阶精度的二阶导数差分近似以及四阶精度的边界格式构造了高精度算法,对高超声速粘性流动的物面热流进行数值研究.首先考察了壁面网格雷诺数对驻点热流的影响,然后开展了边界格式对热流计算结果影响的研究,最后对大攻角钝锥绕流进行了数值模拟.研究结果表明:WCNS_E_5能降低边界层内网格分辨率,全场高精度的WCNS_E_5计算得到的流场图像清晰、真实、分辨率高,热流值准确、可靠. 刘昕 邓小刚 毛枚良 宗文刚关键词:NAVIER-STOKES方程