壁面催化条件对气动热环境的影响研究.pptxVIP

壁面催化条件对气动热环境的影响研究汇报时间：2024-01-25汇报人：

目录引言壁面催化条件概述气动热环境基本理论壁面催化条件对气动热环境的影响研究数值模拟验证与结果分析结论与展望

引言01

高超声速飞行器热环境问题日益突出，壁面催化条件是影响气动热环境的关键因素之一。壁面催化条件对气动热环境的影响机制尚不清楚，需要进行深入研究。研究壁面催化条件对气动热环境的影响，可以为高超声速飞行器的热防护设计提供理论支撑和实验依据。研究背景和意义

国内外研究现状及发展趋势国内外学者在壁面催化条件对气动热环境的影响方面开展了一定的研究工作，但主要集中在实验研究和数值模拟方面。目前，关于壁面催化条件对气动热环境影响的理论研究相对较少，且缺乏系统性。未来，随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，壁面催化条件对气动热环境影响的研究将更加深入和全面。

研究内容和方法研究内容：本研究旨在通过实验和数值模拟方法，探究壁面催化条件对气动热环境的影响规律，揭示其影响机制。具体内容包括：（1）搭建实验平台，开展不同壁面催化条件下的气动热环境实验；（2）建立数值模型，对不同壁面催化条件下的气动热环境进行数值模拟；（3）对比分析实验结果和数值模拟结果，揭示壁面催化条件对气动热环境的影响机制。研究方法：本研究采用实验和数值模拟相结合的方法进行研究。首先搭建实验平台，开展不同壁面催化条件下的气动热环境实验；然后建立数值模型，对不同壁面催化条件下的气动热环境进行数值模拟；最后对比分析实验结果和数值模拟结果，揭示壁面催化条件对气动热环境的影响机制。在实验过程中，将采用先进的测量技术和数据处理方法，确保实验结果的准确性和可靠性；在数值模拟过程中，将采用高精度的数值算法和计算模型，确保数值模拟结果的准确性和可信度。

壁面催化条件概述02

壁面催化是指在飞行器表面发生的化学反应，通过改变壁面材料的化学性质，从而影响气动热环境的传热和流动特性。壁面催化定义根据壁面催化反应的性质和机理，可将其分为均相催化和多相催化两大类。均相催化主要发生在单一相态中，如气相或液相；而多相催化则涉及不同相态之间的反应，如固-液、固-气等。壁面催化分类壁面催化定义与分类

01反应物吸附在壁面催化反应中，反应物首先被吸附到壁面材料表面，形成吸附态的反应物。02表面反应吸附态的反应物在壁面材料表面发生化学反应，生成产物并释放能量。03产物脱附生成的产物从壁面材料表面脱附，进入气流中。壁面催化反应机理

010203壁面催化条件可以改变壁面材料的热物理性质，如导热系数、比热容等，从而影响气动热环境的传热特性。传热特性影响壁面催化反应产生的能量释放会对气流产生加热效应，改变气流的温度和速度分布，进而影响气动热环境的流动特性。流动特性影响壁面催化条件的变化会导致飞行器表面的温度和压力分布发生变化，进而影响飞行器的气动性能和稳定性。气动性能影响壁面催化条件对气动热环境的重要性

气动热环境基本理论03

高速飞行时，气流与壁面相互作用产生强烈的摩擦热和压缩热，使壁面温度升高。飞行速度、飞行高度、大气密度、壁面材料热物性等。气动加热原理及影响因素影响因素气动加热原理

壁面温度分布壁面温度沿飞行方向逐渐升高，形成明显的温度梯度。传热特性气动加热过程中，热量通过壁面向内部传递，同时壁面与外部环境也存在热交换。壁面温度分布与传热特性

03边界元法（BEM）将问题转化为边界积分方程进行求解，适用于处理复杂形状和边界条件的问题。01计算流体力学（CFD）方法通过建立数学模型和求解控制方程，模拟气流与壁面的相互作用及热传递过程。02有限元法（FEM）将连续的物理问题离散化，通过求解有限元方程得到壁面温度分布和传热特性。气动热环境数值模拟方法

壁面催化条件对气动热环境的影响研究04

实验方法制定详细的实验方案，包括实验步骤、测量参数、数据处理方法等，确保实验的准确性和可重复性。实验装置设计设计并搭建能够模拟不同壁面催化条件下的气动热环境实验装置，包括高温气流生成系统、壁面催化材料制备系统、温度与热流测量系统等。数据采集与处理采用高精度的测量设备对实验过程中的温度、热流等关键参数进行实时采集，并运用专业的数据处理方法对实验数据进行处理和分析。实验设计与方法

壁面温度分布分析不同壁面催化条件下壁面温度的分布情况，探讨壁面催化条件对壁面温度的影响规律。热流密度变化研究不同壁面催化条件下热流密度的变化情况，分析壁面催化条件对热流密度的影响机制。气动热环境稳定性评估不同壁面催化条件下气动热环境的稳定性，分析壁面催化条件对气动热环境稳定性的影响。不同壁面催化条件下的气动热环境实验结果分析

壁面催化条件对气动热环境的影响规律探讨结合壁面催化条件对气动热环境的影响规律，探讨有效的气动热环境控制策略，为航空航天、高速列车等领域的热防护设计提供技术支