Пространственная компьютерная модель неравновесной аэрофизики спускаемых марсианских космических аппаратов
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2010.3.4.39Ключевые слова:
радиационная газовая динамика, неравновесные физико-химические процессы, аэрофизика космических аппаратов, вычислительная механика газа и плазмыАннотация
Представлена пространственная компьютерная модель неравновесной аэротермодинамики спускаемых космических аппаратов , предназначенных для посадки на поверхность Марса. Модель основана на системе уравнений Навье-Стокса, уравнении сохранения энергии в форме уравнения Фурье-Кирхгоффа для поступательной температуры, системе уравнений колебательной кинетики для шести колебательных мод молекул N2, O2, CO2, CO и уравнения переноса селективного теплового излучения в многогрупповом спектральном приближении. Даны результаты двухмерных и трехмерных расчетов неравновесного поля течения, конвективного и радиационного нагрева поверхности космического аппарата EXOMARS. Расчеты выполнены с использованием компьютерных кодов NERAT-2D и NERAT-3D, разработанных в ИПМех РАН, на регулярных многоблочных криволинейных сетках.
Скачивания
Библиографические ссылки
Milos F.S., Chen Y.K., Gongdon W.M. et al. Mars pathfinder entry temperature data, aerothermal heating, and heatshield material response // J. of Spacecraft and Rockets. - 1999. - V. 36, N. 3. - P. 380-391. DOI
Paterna D., Monti R., et al. Experimental and numerical investigation of Martian atmosphere entry // J. of Spacecraft and Rockets. - 2002. - V. 39, N. 2. - P. 227-236. DOI
Афонина Н.Е., Громов В.Г. Исследование на основе модели вязкого ударного слоя течения в области торможения при входе космического аппарата в марсианскую атмосферу: Препр. № 31-97 / Институт механики МГУ им. М.В. Ломоносова. - М., 1997. - 73 с.
Surzhikov S.T. 2D CFD/RGD model of space vehicles // Proc. of the 1st Int. Workshop on Radiation of High Temperature Gases in Atmospheric Entry, 8−10 October 2003, Lisbon, Portugal. - ESA-533, December, 2003. - P. 95-102.
Surzhikov S.T. Numerical simulation of heat radiation generated by entering space vehicle // AIAA paper 2004-2379, 2004. - 11 p.
Surzhikov S.T. TC3: Convective and radiative heating of MSRO for simplest kinetic models // Proc. of the Int. Workshop on Radiation of High Temperature Gases in Atmospheric Entry. Part II. 30 Sept. - 1 Oct., 2005. Porquerolles. France. - ESA SP-583. - P. 55-62.
Surzhikov S.T. TC3: Convective and radiative heating of MSRO, predicted by different kinetic models // Proc. of the Second Int. Workshop on Radiation of High Temperature Gases in Atmospheric Entry. 6-8 Sept., 2006. Rome. Italy. - CD-format. - ESA SP-629.
Суржиков С.Т. Двумерная радиационно-газодинамическая модель аэрофизики спускаемых космических аппаратов // Актуальные проблемы механики. Механика жидкости, газа и плазмы. - М.: Наука, 2008. - С. 20-59.
Суржиков С.Т. Тепловое излучение газов и плазмы. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 543 с.
Гурвич Л.В., Вейц И.В., Медведев В.А. и др. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. - М.: Наука, 1978. - 495 с.
Ступоченко Е.В., Лосев С.А., Осипов А.И. Релаксационные процессы в ударных волнах. - М.: Наука, 1965. - 484 с.
Малкин О.А. Релаксационные процессы в газе. - М.: Атомиздат, 1971. - 199 с.
Гинзбург И.П. Трение и теплопередача при движении смеси газов. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1975. - 278 с.
Берд Р., Стьюарт В., Лайтфут Е. Явления переноса. - М.: Изд-во «Химия», 1974. - 687 с.
Гиршфельдер Дж., Кертис Ч. и Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. - М.: ИЛ, 1961. - 929 с.
Surzhikov S.T. Computing system for mathematical simulation of selective radiation transfer // AIAA paper 00-2369, 2000. - 15 p.
Суржиков С.Т. Оптические свойства газов и плазмы. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 575 с.
Svehla R.A. Estimated viscosities and thermal conductivities of gases at high temperatures // NASA TR-R-132, 1962. - 26 P.
Surzhikov S.T., Omaly P. MSRO convective and radiative heating // AIAA Paper 08-1274, 2008. - 43 p.
Edwards, J.R., Liou, M.-S. Low-diffusion flux-splitting methods for flow at all speeds // AIAA Journal, 1998. - V. 36, N. 9. - P. 1610-1617. DOI
Лыков А.В. Тепломассообмен: Справочник. - М.: Энергия, 1972. - 560 с.
Omaly P., Surzhikov S. 3D Model of aerothermodynamics of descent space vehicles // Proc. of the 3rd International Workshop "Radiation of High Temperature Gases in Atmospheric Entry". 30 Sept. - 3 Oct. 2008, Heraklion, Greece. - ESA SP-667. - 8 p.
Суржиков С.Т. Трехмерная вычислительная модель аэротермодинамики спускаемых космических аппаратов // Сб. научн. трудов 2-й Всерос. школы-семинара «Аэрофизика и физическая механика классических и квантовых систем» (АФМ-2008). - М.: ИПМех РАН, 2009. - С. 13-21.
Суржиков С.Т. Расчет обтекания модели космического аппарата MSRO c использованием кодов NERAT-2D и NERAD-3D // Сб. научн. тр. 2-й Всерос. школы-семинара «Аэрофизика и физическая механика классических и квантовых систем» (АФМ-2008) . - М.: ИПМех РАН, 2009. - С. 22-29.
Суржиков С.Т. Аналитические методы построения конечно-разностных сеток для расчета аэротермодинамики спускаемых космических аппаратов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. - 2004. - № 2(55) - C. 24-50.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2010 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
