低空高速飞行器的球形整流罩通常工作在湍流换热状态,沈阳自动化所研究人员以零攻角球锥体为基础,结合结构网格、来流物性参数、驻点及湍流球面换热工程公式,探索出一种将sst模型应用于整流罩湍流换热数值计算的工程方法。
研究人员首先根据billig公式,利用分块结构网格在流场中构造脱体激波,以降低数值耗散,然后通过壁面网格高度调整,分析计算结果对近壁网格的敏感度。在此基础上,分析sst模型参数对计算结果的影响,其中bradshaw数仅对峰值热流影响较大。在驻点层流区域,通过来流的等效热导率修正使sst模型热流计算结果与klein公式相符。在球面湍流区域,利用高速球体湍流换热工程公式对bradshaw数进行修正,使sst模型热流计算结果与该工程算法相符。修正后的sst模型的计算结果具有工程精度,可用于整流罩抗热冲击、气动光学效应以及图像非均匀校正等分析研究,具有重要的工程意义。