平衡流場的再入飛行器電磁散射特性分析-文庫吧資料
2024-08-20 15:24本頁面
【正文】 /s、4 km/s和3 km/s時,周圍等離子體流場中電子密度分布情況。為了驗證本文所用的流場計算方法的準確性,計算了某目標再入時等離子體尾流電子密度分布情況,并與同一條件下爆轟驅(qū)動風洞實驗得到的測量結(jié)果進行了比對,如圖1所示。對頻域中介質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系,若相對介電常數(shù)可以寫成如下有理分式函數(shù)的形式 (3)則有 (4) 根據(jù)傅里葉變換中頻域到時域的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并引入移位算子,得到離散時域本構(gòu)關(guān)系，當N=2時,由移位算子的定義,可得 (5)根據(jù)式(5)即可完成從D到E的迭代,進而求解電磁場分布。從E到H和從H到D的遞推公式與基本FDTD方法相同。該方法是通過差分近似引入離散時域移位算子直接得到時域和離散時域之間的算子過渡關(guān)系。二、再入飛行器周圍等離子體的電磁散射建模方法。、和分別是混合氣體密度、通用氣體常數(shù)和混合氣體溫度。如果混合氣體含有M個組元和N個元素,則應(yīng)有MN個獨立的化學反應(yīng)方程和相應(yīng)的化學反應(yīng)平衡常數(shù),其余N個方程為Dalton分壓定律和元素守恒定律(包括電荷守恒定律)。顯然,各組元的數(shù)量是壓力P和溫度T的函數(shù)。當氣體的狀態(tài)參數(shù)確定時,其組份也相應(yīng)地被確定。在熱力學平衡狀態(tài)下,氣體的密度、溫度、壓力、內(nèi)能、焓、熵這六個特性參數(shù)中,任意兩個可以視為獨立變量,其余特性參數(shù)則可以通過實驗或理論由這兩個獨立變量來確定。由于本文的研究條件是30 km的高度和3 km/s~5 km/s的速度,其基本處于平衡狀態(tài)。在高超聲速飛行器的流場計算中,必須考慮流動的物理化學狀態(tài)。針對不同的工程應(yīng)用目的,選擇空氣混合氣體組成成分的方法往往不同。然而,在高溫(如溫度為2 000 K~10 000 K的范圍內(nèi))下, 和將發(fā)生化學反應(yīng)。真實氣體效應(yīng)不僅直接影響飛行器的氣動特性和熱負荷,而且還對流場的光電特性產(chǎn)生重要影響。空氣受到激波的強烈壓縮和粘性的劇烈摩擦,激波層內(nèi)的溫度迅速升高,可達數(shù)千度,駐點區(qū)域甚至達到10 000 K以上。由此可見,在對再入飛行器進行電磁散射建模時,必須首先計算得到飛行器周圍等離子體的流場
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