面向化学反应高超声速流动模拟的高保真计算工具开发
流体动力学
2025-06-04 v2
摘要
本文提出了一种实现化学反应高超声速流动高保真模拟的方法，并在多种构型上展示了数值求解器的能力。该数值工具基于先前用于高速模拟的内部代码开发，在数值方法和物理建模方面均进行了改进。此外，将一个模块化的开源库与该流动求解器耦合，用于模拟可变大气混合物中的真实气体效应。针对不同气体建模选择的经典平板边界层与文献结果进行了验证，所有情况均表现出极好的一致性。随后，在超声速激波-边界层相互作用（SBLI）案例中验证了人工扩散激波捕捉数值格式的实现，并在高于先前研究的焓值水平下，展示了改进后代码在高超声速 SBLI 和高超声速横流中声速射流注入案例中的能力。结果与文献中的先前观测结果高度一致。本文展示的工作表明了该工具可研究的广泛应用范围，突出了精确物理化学建模的必要性，并为处理日益复杂的构型与流动铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2210.05547,
title = {Development of a high-fidelity computational tool for chemically reacting hypersonic flow simulations},
author = {Athanasios T. Margaritis and Clément Scherding and Olaf Marxen and Peter J. Schmid and Taraneh Sayadi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.05547},
year = {2025}
}
备注
35 pages, 23 figures. Submitted for review to Theoretical and Computational Fluid Dynamics (Springer)