高超声速流动与气动热仿真培训课程
培训对象
从事高超声速飞行器设计、导弹/火箭气动热分析、再入返回热防护研究的航空航天工程师、需要掌握高温真实气体效应与气动热计算方法的CAE仿真人员。
培训目标
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理解高超声速流动的基本物理规律（激波、边界层、高温气体效应）。
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掌握高超声速气动力/热数值模拟方法及热防护评估技术。
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能够独立完成典型高超声速外形（尖楔、钝体、翼型）的气动热仿真。
培训内容介绍
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高超声速流动概论：高超声速飞行的历史与现状；高超声速流动的物理特征（强激波、高温效应、低密度效应）；飞行器的气动力、气动热与飞行轨道。
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高超声速无黏流动：高超声速激波与膨胀波；当地表面斜率法（牛顿流理论）；高超声速无黏流近似方法（切楔/切锥法）；高超声速相似律。
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高超声速黏性流动：黏性流动的控制方程与边界条件；高超声速边界层理论（自相似解、参考温度法）；黏性干扰效应；壁面摩阻与热流计算。
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高温真实气体效应：高温气体热力学基础（配分函数、化学平衡）；振动激发与化学非平衡；离解与电离过程；真实气体对气动特性的影响。
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化学热力学与统计物理基础：化学热力学基础（焓、熵、自由能）；统计物理初步（玻尔兹曼分布）；组分浓度的计算；平衡常数法。
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化学非平衡流动：化学反应的速率模型（Arrhenius公式）；多组分输运方程；有限速率化学反应的数值求解；非平衡流动的特征。
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热化学非平衡耦合：振动能量方程；振动-化学耦合（Vibration-Dissociation Coupling）；多温度模型（两温度模型、多温度模型）；非平衡辐射耦合。
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气动热数值模拟方法：可压缩流动求解器设置（密度基、隐式格式）；激波捕捉格式（AUSM、Roe、SLAU）；高温气体边界条件；热流计算的网格要求（y+控制）。
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热防护系统（TPS）评估：热防护材料的类型（烧蚀/非烧蚀）；烧蚀热防护的物理过程；质量引射与热阻塞效应；热响应分析与烧蚀后退率计算。
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稀薄气体动力学简介：稀薄流动的判定（克努森数Kn）；滑移流与过渡流；DSMC方法原理；稀薄效应对气动热的影响。
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辐射气体动力学：高温气体的辐射机制；辐射传输方程；辐射与非平衡流动的耦合；辐射加热对总热流的贡献。
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综合实战项目：典型高超声速外形（如钝头双锥、翼前缘）的气动热仿真，包含网格策略、高温气体模型设置、热流分布提取与热防护建议。
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