Hi-Flowrarefied

气动力、气动热的快速、准确模拟一直是高超音速飞行器设计的难点问题,传统CFD软件在模拟高超音速飞行器时计算时间长、网格划分费时费力、计算精度难以控制。为了解决上述问题,海基科技开发了针对高超音速气动力、气动热的快速计算和稀薄气体流动精确模拟软件,并且已经在航天航空领域得到应用,这些应用证实软件的适用性、可靠性和精确性。

1. 稀薄气体流动精确计算软件——Hi-Flowrarefied

Hi-Flowrarefied软件采用采用DSMC方法(直接模拟蒙特卡罗方法)模拟稀薄气体流动,它适合于精确模拟飞行高度在70公里以上飞行器如卫星、航天飞机、太空船、导弹等。在这一飞行高度,基于连续性假设的传统CFD模拟软件已经不再适用,而对于Hi-Flowrarefied来说,空气越稀薄,计算量越小。

DSMC在一个时间步之内将分子的运动和碰撞解耦,利用概率论选择碰撞分子对。它的优点是:很容易从一维发展成为二维或三维;可以采用各种气体分子之间相互作用模型,包括内部自由度模型和化学模型,而不需要引入复杂的计算模型;还可以方便地通过并行提高计算效率。因此,DSMC方法已经成为计算复杂多维过渡区流动的主要工具,从原理上可以用于从连续流到自由分子流的所有流区的计算,甚至代替实验作为衡量其他数值方法的标准。 

Hi-Flowrarefied的特色和优越性在于:

1) 适合于模拟过渡流动和自由分子流动,也可以模拟连续流动;

2) 包含浸没边界算法,通过导入表面网格,拼接飞行器结构,避免复杂的三维网格生成;

3) 通过与传统CFD软件耦合实现稀薄流动与连续流动的耦合计算;

4) 分区并行和计算负载平衡能力,可以在共享内存计算机和跨节点计算机环境实现并行计算,加快计算速度。

应用案例1:  MUSEC返回舱数值模拟

http://www.hikeytech.com/index.php?m=Article&a=show&id=589&atcatid=23

应用案例2: 航天飞机再入分析

http://www.hikeytech.com/index.php?m=Article&a=show&id=590&atcatid=23

应用案例3:进气道内流稀薄效应分析

http://www.hikeytech.com/index.php?m=Article&a=show&id=591&atcatid=23

应用案例4:锥形喷管羽流计算 

http://www.hikeytech.com/index.php?m=Article&a=show&id=592&atcatid=23

应用案例5:前沿脱落体激波稀薄连续耦合分析

http://www.hikeytech.com/index.php?m=Article&a=show&id=593&atcatid=23