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全空間シミュレーションによる極超音速飛行時のソニックブーム解析

机译：通过全空间模拟对高超音速飞行过程中的音爆进行分析

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摘要

本論文では，一様大気及び実在大気モデルにより，回転放物面体まわりの流れ場を全空間シミュレーションし，その有効性を検証した.その結果，従来法の有効性が知られているM=2の領域において，波形パラメータ法で得られた最大圧力上昇値に対し，一様大気の場合1％以下，実在大気の場合5％以下の解析精度を有することを確認した.また，極超音速の場合に同様の手法を適用した結果，微小変動が仮定できる場合，一様大気ではM=7まで，実在大気ではM=5までは非線形性の違いによる影響は小さく，既存の簡易評価手法が適用できることを明らかにした.%This paper describes the effectiveness of the direct simulation for the sonic boom prediction over the whole computational domain from the body to the ground and the nature of the sonic boom propagation for the hypersonic vehicle. Both the near and far fields around an axi-symmetric paraboloid are numerically obtained by the axi-symmetric Euler analyses assuming the uniform atmosphere. Moreover, the three dimensional Euler analyses with the gravity term have been conducted to consider the variation of the atmospheric properties with the altitude. Consequently, it is confirmed that the direct simulations are the same level of accuracies of waveform parameter method. Furthermore, the nature of the sonic boom propagation does not change up to Mach 7 in the uniform atmosphere and Mach 5 in the real atmosphere, when the small disturbance is assumed. Therefore, the evaluation method for the sonic boom propagation at the supersonic speed is applicable to predict the sonic boom strength at the hypersonic speed. At the ground level, the sonic boom intensity generated by the Mach 5 flight at 25 km altitude is less than the intensity by the Mach 2 flight at 15 km altitude.
机译：在本文中，我们通过对具有均匀大气和真实大气模型的旋转抛物面周围的流场进行全空间模拟，从而验证了传统方法的有效性。确认了通过波形参数法获得的最大压力上升值的分析精度在该区域中在均匀气氛中为1％以下，在实际气氛中为5％以下。在上述情况下采用相同方法的结果是，如果可以假设波动很小，则非线性差异的影响在均匀大气中最大为M = 7而在实际大气中最大为M = 5，因此可以应用现有的简单评估方法。 ％本文描述了直接模拟对于从身体到地面的整个计算域中的音爆的预测的有效性，以及高音速飞行器的爆音传播的性质。假设对称的大气条件，通过轴对称的欧拉分析得到轴对称的抛物面周围的磁场。此外，还进行了带有重力项的三维欧拉分析，以考虑大气特性随高度的变化。可以肯定的是，直接模拟与波形参数方法的精确度相同。此外，声波传播的本质并未改变。在假定小扰动的情况下，在均匀大气中达到7马赫，在实际大气中达到5马赫。在那里，超音速声波臂传播的评估方法可用于预测高音速声波臂的强度在地面，由5马赫飞行在25 km高度产生的音爆强度小于2马赫飞行在15 km高度产生的声波强度。

著录项

  • 来源
    《日本航空宇宙学会論文集》 |2014年第3期|1-8|共8页
  • 作者

    山下　礼; 鈴木　宏二郎;

  • 作者单位

    東京大学大学院新領域創成科学研究科先端エネルギー工学専攻;

    東京大学大学院新領域創成科学研究科先端エネルギー工学専攻;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 jpn
  • 中图分类
  • 关键词

  • 入库时间 2022-08-18 02:23:19

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