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史上最快的客機來自日本航空公司和維珍集團的 30 架 Overture 客機已經預訂和選擇，下一代超音速飛機的設計競賽已經開始。除了超音速飛行本身帶來的挑戰外，Boom's Overture 的設計者還需要考慮重要的環境和社會因素。聯合國的 CORSIA 碳中和增長氣候協議要求抵消所有國際航空排放，無論是亞音速還是超音速。

對于高超音速流場，選擇密度基Density-Based求解器。 2、物理模型 選擇求解能量方程并選擇雙溫度模型選項。在雙溫模型中，一個溫度代表空氣分子的平移能和旋轉能，另一個溫度代表空氣分子的振動能和電子能。考慮這種熱非平衡對于高超超聲速流的精確模擬是重要的，最重要的是在表面傳熱和溫度的預測。

可利用XFlow軟件模擬流體運動，Abaqus軟件模擬降落傘的受力和運動，兩者結合來模擬真實情況下超音速降落傘的流固耦合運動。 下圖為數值模擬結果。（1）當馬赫數為1.5時，超音速降落傘流固耦合數值模擬渦量變化結果：（2）當馬赫數為0.3時，超音速降落傘流固耦合模擬結果流場變化結果：！！文章內容轉自微信公眾號“云數仿真”，更多精彩內容，請關注微信公眾號。

因此，在飛機設計中，氣動布局設計，尤其是先進氣動布局設計占有極其重要的地位。圖3 安-2運輸機與無人運-5運輸機 對于第三代戰斗機，主要強調要具有高機動性，同時還應具有良好的超音速性能，包括具有小的超音速阻力及高的升阻比，以實現超音速機動。

按照這公式，以音速運動，也就是1馬赫，被壓縮的空氣溫度將變為原來的1.2倍。5而高溫空氣再通過輻射，將熱量傳給飛行器。飛船返回艙穿過大氣層時，速度能達到8km/s。即便粗略按地表音速算，也達到了23個馬赫。飛行器前方迎風面能達到2000度也就可以理解了。氣動壓縮離不開高速運動，常見的就是在航天領域，但帶來的卻是負面影響，增加了航天器回收的難度。

對于亞音速和超音速外氣動計算，需要考慮氣體可壓縮性，并打開能量方程。湍流模型選擇k-w SST。 空氣設置為理想氣體，粘性系數選擇Sutherland，并選擇默認的三系數定律。 在Cell Zone Condition的設置中，點擊Operating Conditions，將Operating Pressure置為0。

從4++到4代半按照目前國際航空界公認的戰斗機劃代標準，4代機是指在20世紀70年代服役的具有高機動性、超視距空戰能力的戰斗機，例如美國的F-14、F-15、F-16、F/A-18等戰斗機，俄羅斯的蘇-27、米格-29等戰斗機。而5代機是于20世紀80年代開始研制的、具備超音速巡航、超機動和隱身性能以及超視距作戰能力的先進戰機。

-1955 年，Curl 理論，靜止邊界影響，四極子+偶極子 -1960 年，Philips 方程，高超音速流問題 -1964 年，Powell 渦聲理論，低馬赫數，數值計算可能性 -1969 年，FW-H 方程，氣動噪聲傳播方法 -1974 年，Goldstein 格林函數法，廣義的 Lighthill 方程，運動物體發聲問題 -1975 年，Howe

二、網格劃分及Fluent計算設置 Fluent超音速計算的方法主要包括網格劃分、邊界條件的設定、數值求解和后處理。首先，需要將計算域進行網格劃分、將氣體流動區域劃分為有限數量的網格單元。然后，需要根據實際問題和流動特性設定邊界條件，接下來利用數值方法對Navier-Stokes方程組進行離散化和求解，得到流場的數值解。最后通過后處理對數值解進行分析和可視化，得到流場參數和氣動特性。

超音速沖壓發動機采用超音速進氣道(燃燒室入口為亞音速氣流)和收斂形或收斂擴散形噴管，用航空煤油或烴類燃料。超音速沖壓發動機的推進速度為亞音速到6倍音速，用于超音速靶機和地對空導彈(一般與固體火箭發動機相配合)。 高超音速沖壓發動機燃燒在超音速下進行，使用烴類燃料或液氫燃料，飛行馬赫數高達5~16，目前高超音速沖壓發動機正處于研制之中。

作為全球流體控制領域的領軍者，IMI Norgren（諾冠）憑借深厚的技術積淀，提供了從常規氣動到超高壓極端工況的全方位解決方案，產品的承壓范圍并非一個單一的數字，而是一個根據應用場景、閥門類型及設計標準嚴格劃分的廣闊譜系，最高甚至可突破 400 Bar。

普通螺旋槳葉片的葉型厚度大以保證強度，彎度大以保證升力系數，從剖面來看，這種葉型實際上就是典型的低速飛機的機翼剖面形狀，它在低速情況下效率很高，但一旦接近音速，效率就急劇下降，因此裝有渦輪螺旋槳發動機的飛機速度限制在M0.6~M0.65左右；而螺槳-風扇的既寬且薄、前緣尖銳并帶有后掠的葉型則類似于超音速機翼的剖面形狀，這種葉型的跨音速性能就要好的多，在飛行速度為M0.8時仍有良好的推進效率，是目前新型發動機中最有希望的一種

應用領域 具有超音速、跨音速或亞音速機翼設計、水平尾翼等的飛機設計。 火車、公共汽車、汽車、船舶、潛艇、直升機等交通工具的設計 噴氣發動機中的渦輪、噴嘴和壓縮機的設計。 高層建筑、冷卻塔和煙囪的設計優化。 風力渦輪機的設計和降噪策略。 數據中心、PC 或筆記本電腦中的熱管理或冷卻技術。

內流場另外一個難點在于超高壓流體仿真，在仿真過程中，多數情況下是不收斂的，需要非常有經驗的工程師通過間接方法進行仿真計算。外流場方面，仿真技術多采用通用有限元軟件，劃分網格，加邊界條件，在亞音速條件下，仿真計算比較簡單快捷，計算結果也較準確，但超音速條件下，計算時和內流場超高壓計算相似，都存在精度不夠的問題，處理方法同內流場。

內流場另外一個難點在于超高壓流體仿真，在仿真過程中，多數情況下是不收斂的，需要非常有經驗的工程師通過間接方法進行仿真計算。外流場方面，仿真技術多采用通用有限元軟件，劃分網格，加邊界條件，在亞音速條件下，仿真計算比較簡單快捷，計算結果也較準確，但超音速條件下，計算時和內流場超高壓計算相似，都存在精度不夠的問題，處理方法同內流場。

可壓縮性模型：FlightStream 超越了不可壓縮的流動分析，可模擬亞音速、跨音速和超音速流。 高級邊界條件：與早期的面元代碼不同，FlightStream 引入了高級邊界條件，包括用于模擬螺旋槳和噴氣排氣的 Actuator Discs模型 。

但這種方法工程應用性較強，對于氣動優化、氣動彈性控制等領域具有較大應用前景。流體力學與人工智能技術的交叉有著巨大發展前景，人工智能技術推動流體力學形成第四研究新范式只是時間問題【3】。

超音速，擴張流管中，馬赫數會升高，靜溫靜壓下降，速度增加。 但是地馬赫數下常常會認為流體不可壓縮來處理，不可壓縮，那么音速就是無窮大了，像無限長鋼管一樣，左邊一推，立馬傳到另一邊了。湍流和層流的區別 湍流和層流的速度不一樣，流動特征不一樣。湍流是一個整齊，互相參雜互相幫助；層流是各管各的。

平直翼多用在亞音速飛機和部分超音速殲擊機上。