Пространственная компьютерная модель неравновесной аэрофизики спускаемых марсианских космических аппаратов

Авторы

  • Сергей Тимофеевич Суржиков Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

DOI:

https://doi.org/10.7242/1999-6691/2010.3.4.39

Ключевые слова:

радиационная газовая динамика, неравновесные физико-химические процессы, аэрофизика космических аппаратов, вычислительная механика газа и плазмы

Аннотация

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

Данные по скачиваниям пока не доступны.

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

2010-10-01

Выпуск

Раздел

Статьи

Как цитировать

Суржиков, С. Т. (2010). Пространственная компьютерная модель неравновесной аэрофизики спускаемых марсианских космических аппаратов. Вычислительная механика сплошных сред, 3(4), 96-111. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2010.3.4.39