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大长径比火箭弹在高速飞行过程中，作用在弹体表面的气动载荷使弹体发生弯曲变形，变形后的弹体又使弹体表面的流场发生了变化，然后变化了的流场又改变了弹体表面的气动力分布[6]。通过模拟仿真，可以比较方便获得不同飞行状态下的火箭弹的气动特性。

1。1  大长径比火箭弹国内外发展现状及前景

1。2  本文的主要内容及意义 

本文吸取了常用的流体力学的研究方法，首先以RAE2822翼型为算例，使用网格生成软件建立计算模型,计算相关气动数据，将其与试验数据对比研究，验证这种数值模拟计算方法是可行的，并且相对于实验数据具有较高的准确度，可以作为大长径比火箭弹气动特性研究的依据。

在算例的基础上进行本文的研究重点：大长径比火箭弹气动特性。与算例类似，数值模拟生成网格后计算火箭弹在不同马赫数下的气动参数，相同马赫数下对比不同攻角气动参数的变化，采用专业的后处理软件将结果处理成压力分布云图、温度分布云图等，以可视化的方式呈现出来，便于分析。

数值模拟方法由于省去了风洞试验大量的准备工作，大大降低了研究人力物力，缩短了研究周期。这种方法由于在实验前就可以以比较小的代价调整气动外形的设计，对后期的试验也具有重要的参考价值，因此日益成为空气动力研究中不可取代的一个环节。

2  数值计算方法

    求解微分方程、常微分方程组等复杂方程时需要运用数值计算方法，它是运用近似的方法将复杂问题简单化来求解。计算流体力学是将流体中的问题抽象模拟后得到微分方程组，利用数值计算方法离散化及求解，以此获得数值解，解决复杂流动问题。论文网

2。1  控制方程

控制方程是所有流体力学问题求解的基础，所有流体力学计算软件都必须遵循这个原则，不管它是基于何种格式求解。控制方程主要由能量方程、动量方程、连续性方程、湍流方程构成[17]。

2。1。1  连续性方程

所有流动问题都受物理守恒定律的制约，在流体力学中表现为连续性方程：流出控制体的净质量流量等于控制体内质量减少的时间变化率。

该方程是连续性方程的微分形式，适用于可压和不可压流动，代表流体密度，是时间，是速度矢量，代表进入连续相的质量。

2。1。2  能量方程

流体问题除了满足质量守恒，也必须满足能量守恒，由此引入能量方程：2。2)

式中为温度，为单位质量的体积加热率，为热导率

2。1。3  动量方程

动量守恒方程是牛顿第二定律的另外一种表达方式，实质是一致的，按照该定律得到方程：

上面的方程组称为Naviers-Stokes方程，在求解空气动力学相关问题时可以将流体视为牛顿流体[18]，斯托克斯得到：文献综述

其中是分子粘性系数，是第二粘性系数。斯托克斯提出假设认为，将分式代入方程，可得到完整的Naviers-Stokes方程：

式中是流体微元部分的压力，是作用在微元上的体积力，分别是x,y,z方向上的速度分量。

2。1。4  湍流方程

流体力学在解决流动问题时是利用数学模型模拟流动，目前仍然没有契合所有湍流状况的模型，针对不同湍流的状态提出了多种湍流模型，例如Spalart-Allmaras单方程模型、二方程模型、雷诺切应力方程等[17]。各个模型没有绝对的优劣，互有适用范围及缺陷。实际求解过程中需要综合流场条件、计算精度与效率等合理选择。