面向超声速民机近/中场声爆传播的空间推进高精度数值模拟方法

LZUFE-KMS

	面向超声速民机近/中场声爆传播的空间推进高精度数值模拟方法
	张力文 1,2; 韩忠华 1,2; 张科施 1,2; 宋科 1,2; 宋文萍 1,2; 李军府 2,3; 艾俊强 2,3
	2025-05-07
发表期刊	航空学报
摘要	对于超声速民机近/中场声爆传播的数值模拟，传统基于时间推进求解格式的CFD方法计算量大，而基于广义Burgers方程的声学传播方法难以模拟三维流动中的速度、密度等变量。提出了一种空间推进高精度数值模拟方法，并自主开发了声爆传播仿真程序“SMFlow3D”。该方法模拟近/中场声爆的流程如下：首先，生成网格线沿马赫角分布的锥型网格；然后，将距离飞机一倍机身长度位置处的周向密度、速度和压力信息插值到锥型网格的节点上，作为推进求解初值；最后，基于有限差分方法框架，采用三阶Runge-Kutta方法，沿后马赫锥方向推进求解曲线坐标系下的三维定常控制方程。采用该方法对AIAA第二届声爆预测研讨会低声爆标模JWB的近/中场波系演化进行模拟，分别与传统时间推进CFD方法和基于广义Burgers方程的声学传播方法的结果进行了对比，验证了其正确性和有效性。针对三角翼翼身组合体模型的近场声爆传播算例研究表明，与传统时间推进CFD方法相比，本文发展方法能够节省约97.3%的计算时间，并且可以提高激波系的捕捉精度。本文发展方法能够为声爆快速预测和波系演化分析提供有效方法与工具。
关键词	超声速民机声爆声爆传播空间推进格式计算流体力学
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收录类别	北大核心 ; CSCD
ISSN	1000-6893
语种	中文
原始文献类型	学术期刊
中图分类号	V211
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.lzufe.edu.cn/handle/39EH0E1M/39171
专题	兰州财经大学
通讯作者	韩忠华
作者单位	1.西北工业大学航空学院气动与多学科优化设计研究所; 2.飞行器基础布局全国重点实验室; 3.中国航空工业第一飞机设计研究院
推荐引用方式 GB/T 7714	张力文,韩忠华,张科施,等. 面向超声速民机近/中场声爆传播的空间推进高精度数值模拟方法[J]. 航空学报,2025.
APA	张力文.,韩忠华.,张科施.,宋科.,宋文萍.,...&艾俊强.(2025).面向超声速民机近/中场声爆传播的空间推进高精度数值模拟方法.航空学报.
MLA	张力文,et al."面向超声速民机近/中场声爆传播的空间推进高精度数值模拟方法".航空学报 (2025).