飞行器绕流流场脉动压力环境预示方法探讨

（中国工程物理研究院总体工程研究所，四川 绵阳 621999）

导弹武器装备在贮存、运输以及飞行的全寿命剖面中，将受到各种环境的影响。其中，在再入飞行过程中，飞行器机动飞行、大气扰流、壁面凸起或凹槽结构、外形非光滑转折等都会在飞行器绕流流场中产生诱导扰流，导致流场参数（压力、密度、速度、温度等）脉动，在飞行器表面形成复杂的脉动载荷环境。脉动压力环境产生的原因可分为附着湍流边界层、分离区和激波/边界层的相互干扰区域等3 种[1]。脉动压力作用于飞行器物面，诱导结构振动，可能导致飞行器结构破坏。同时，脉动压力可能诱发强烈的噪声环境，影响机载仪器设备的正常工作，对武器装备的环境适应性、可靠性、安全性等性能带来严峻考验。

飞行器绕流流场脉动载荷是诱导飞行器结构振动的主要激励源，是再入体结构设计中仅次于热环境的重要动力学环境因素[2]，是飞行器结构响应分析和动力学环境研究的重要依据。开展脉动压力环境预示研究，对于飞行器结构设计、结构动力学响应分析和环境适应性研究具有重要意义。文中对脉动载荷的形成机理、流动特征、测量方法、数值模拟方法进行了归纳总结，简要分析了脉动载荷定量评估的难点，并就飞行器脉动压力环境预示方法进行探讨。

1 脉动压力环境特点

到目前为止，一般认为包括脉动运动在内的湍流瞬时运动服从Navier-Stokes 方程（N-S 方程），而N-S 方程是具有非线性、时间相关特征的三维偏微分方程。……