12 / 19
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2016. № 3
15
Рис. 2.
Расчетная сетка при моделировании осесимметричного
обтекания
Типичные распределения поступательной температуры и продоль-
ной скорости
x
V u V
в окрестности КА Stardust в момент времени
t
= 54 с показаны на рис. 3 (вверху на рисунке показаны линии тока).
Отметим важные особенности течения газа в окрестности КА.
У лобовой поверхности КА образуется высокотемпературный сжа-
тый слой, поступательная температура в котором превышает 10 000 K.
Осевое распределение поступательной, колебательных и электронной
температур вдоль критической линии тока (вдоль оси симметрии) по-
казано на рис. 4. На рисунке хорошо видна структура сжатого слоя:
область фронта ударной волны с резким возрастанием поступательной
температуры до нескольких десятков тысяч градусов, релаксационная
область термализации колебательных степеней свободы, область по-
граничного слоя у поверхности.
Распределения мольных концентраций компонентов высокотемпера-
турного воздуха в сжатом слое (рис. 5) показывают, что в рассматривае-
мой точке траектории степень ионизации составляет 10 %, а молекулы
азота и кислорода в значительной степени диссоциированы. Примеча-
тельно также образование двух максимумов концентраций молекул NO
во фронте ударной волны и в пограничном слое. В центральной части
сжатого слоя концентрация атомов азота достигает 10 %, а атомов кис-
лорода — порядка 1 %.