高超声速飞行器烧蚀与热化学非平衡流场的耦合计算

高超声速飞行器热化学非平衡流场与严酷气动加热环境下的防热材料烧蚀之间，存在着强烈的相互作用，其理论计算和分析结果，将直接影响到采用烧蚀手段进行防热的飞行器的热防护设计、气动性能评估以及光电特性预测。本文结合有限速率烧蚀表面条件下的表面质量平衡和表面能量关系，通过沿飞行器飞行轨迹的整个时间历程的隐式迭代求解方法，来实现高超声速飞行器烧蚀与热化学非平衡流场的耦合计算，获得防热材料表面的热流、压力、烧蚀速率、热解气体引射速率、表面退化厚度，并且计算出包括气体烧蚀产物在内的不同组分质量分数等物理量在热化学非平衡流场中的分布，为高超声速飞行器的热防护设计和气动性能评估提供理论参考依据，为光电特性预测提供流场基础数据。