【Ansys Fluent】超音速衝壓引擎飛行器

Ansys CFD除了一般常見的生活應用產品分析外,亦可藉由模擬軍用飛行器複雜流場,取得設計評估或逆向工程的關鍵參數。本案例初步針對超音速飛行器,進行數值風洞試驗,藉以提供業界參考。

 

 

為何需要做超音速衝壓引擎飛行器

根據維基百科 (https://zh.wikipedia.org/zh-tw/P-800%E5%AE%9D%E7%9F%B3%E5%AF%BC%E5%BC%B9)

П-800「縞瑪瑙(Оникс)」(北約代號SS-N-26Strobile)是蘇聯切洛梅設計局1983年設計用來取代P-270「蚊子」P-700「花崗岩」的超音速反艦導彈,是P-700的改進版,GRAU編號3M55,空射型編號為Kh-61。出口型稱為Яхонт,意為紅寶石或藍寶石,外界通稱寶石反艦導彈。彈體設計П-800與以往俄系衝壓噴射引擎飛彈最大的不同處,除了進氣口移至彈體前段之外,助推火箭還與衝壓發動機燃燒室一體化,減輕彈體整體重量。


 

超音速飛行器之數值模擬 

計算域:工程近似超音速飛行器外型。

邊界條件:Pressure Far-Field:大氣高度0km,攻角0度。

計算方法:Ansys Fluent® 2024R2SST turbulence modelSpecies Transport Model with Kerosene-Air Reaction

靜溫分布

靜壓分布

馬赫數分布

煤油氣濃度分布

氧氣濃度分布

二氧化碳濃度分布

水氣濃度分布


 

以這樣的模擬流程,可搭配不同外形、飛行條件,利用Ansys CFD Premium來達到超音速衝壓引擎飛行器的氣動力與燃燒推進分析,獲得其關鍵參數。進攻方的設計者可藉以修正設計,防守方的捍衛者可藉以推算防衛準則。