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题名数据驱动的气动热建模预测方法总结与展望
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作者
王泽
宋述芳
王旭
张伟伟
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机构
西北工业大学航空学院
西北工业大学流体力学智能化国际联合研究所
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出处
《气体物理》
2024年第4期39-55,共17页
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基金
国家自然科学基金(92152301,12072282)。
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文摘
气动热的准确预测是指导高超声速飞行器设计的基础。在经典气动热预测方法愈发难以满足工程中高效准确的气动热预测需求的背景下,近年来蓬勃发展的数据驱动气动热建模预测方法逐渐成为气动热预测的新范式。对此,首先阐述了数据驱动气动热建模预测方法和经典气动热预测方法的相互关系。然后,从建模思路上将数据驱动气动热建模预测方法归纳为3类,即气动热特征空间降维建模预测、气动热逐点建模预测和气动热物理信息嵌入建模预测,并对这3类方法进行了详细介绍和分析总结。数据驱动气动热建模预测方法不仅比工程算法准确,而且和采样方法结合后,还能够有效降低实验测量和数值计算的工作量,给出的模型也更加高效简洁。最后,对数据驱动气动热建模预测方法的发展趋势进行了展望,指出数据驱动技术与经典气动热预测方法的深度结合、气动热物理信息嵌入建模预测方法和气动热预测大模型将会是未来研究的要点。
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关键词
气动热预测
数据驱动
特征空间降维
逐点建模
物理信息嵌入
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Keywords
aerodynamic thermal prediction
data driven
feature space dimensionality reduction
pointwise modeling
physical information embedding
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分类号
V211.47
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名基于化学反应的高超声速弹丸头部气动热预测
被引量：1
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作者
郑子玙
史金光
徐旸
赵渭
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机构
南京理工大学能源与动力工程学院
中国兵器工业试验测试研究院
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出处
《弹道学报》
CSCD
北大核心
2022年第3期35-42,共8页
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文摘
为了准确预测高超声速弹丸表面的气动热问题,在考虑热化学反应的情况下,基于SST k-ω、表面反应和二维非稳态热传导方程,建立了高速流场与弹丸结构紧密耦合的传热模型,并以某外形高超声速弹丸为研究对象,采用数值模拟方法,在不同飞行高度、不同飞行马赫数等条件下对比计算了有、无考虑化学反应时弹丸表面的气动热分布情况。计算结果表明,考虑化学反应对弹丸表面的热流密度有较大影响,弹体表面温度及其驻点处温度均有明显提高;在飞行马赫数为5.5,飞行时间为1.5 s的情况下,随着飞行高度的增加,弹丸驻点处及弹身表面的温度会降低,但各高度上弹丸驻点处的温度在考虑化学反应较未考虑化学反应时高约200 K;随着来流马赫数的增加,化学反应产生的热量越多,弹体表面及驻点处的温度增加越大。研究结果对高超声速弹丸的气动热预测与热防护具有一定的参考。
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关键词
高超声速弹丸
气动热预测
流固耦合
化学反应
氧化传热模型
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Keywords
hypersonic projectile
aerothermal prediction
fluid-structure coupling
chemical reaction
oxidative heat transfer model
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分类号
TJ013.2
[兵器科学与技术—兵器发射理论与技术]
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题名高落速条件下红外窗口气动热特性预测研究
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作者
孟奇
陈栋
连细南
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机构
陆军炮兵防空兵学院高过载弹药制导控制与信息感知实验室
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出处
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第S02期266-271,共6页
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文摘
针对红外窗口在高速下落时容易受到气动热影响的问题,进行气动热特性预测研究分析,通过算例验证和数值模拟方法研究了红外窗口附近流域的温度分布特点,为高速飞行领域红外探测提供建议或参考。
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关键词
高落速
红外窗口
流场基本特性
气动热预测
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Keywords
high falling velocity
infrared window
basic characteristics of flow field
aerodynamic prediction
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分类号
TJ765.3
[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
TP732.2
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名高超声速飞行器表面对流气动加热快速预测方法
被引量：1
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作者
赵吉松
谷良贤
马洪忠
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机构
北京机电工程研究所
西北工业大学航天学院
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出处
《中国科学：技术科学》
EI
CSCD
北大核心
2013年第11期1257-1271,共15页
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基金
西北工业大学博士论文创新基金(批准号:CX200902)资助项目
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文摘
构建了高超声速飞行器表面驻点及其下游区对流气动加热的一种快速预测方法.首先,采用工程方法计算飞行器表面无黏流场,针对工程方法的熵吞没效应,将质量流量平衡法与轴对称比拟法相结合对边界层外缘进行熵修正;其次,推导出采用线性方程拟合飞行器表面流场的拟合方程;在此基础上,发展出基于线性流场和线性物面方程的轴对称比拟法,大幅度降低了复杂度和计算量;对于驻点区域,引入隐式曲面拟合驻点主曲率半径并构造鲁棒的驻点区热流计算方法.采用球锥体和仿空天飞行器等多种外形验证了方法的有效性,计算结果表明:1)所述方法总耗时约1 s即可预测出气动加热,并且预测结果与CFD模拟或者试验测量数据比较一致;2)在飞行器表面流线扩展区域,进行熵修正可进一步提高预测精度,在流线不扩张区域,采用等熵或变熵无黏流场的预测结果差别微小.
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关键词
气动热预测
线性流场
轴对称比拟法
三维驻点
熵吞没效应
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分类号
V211
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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